JPH0939124A

JPH0939124A - 繊維強化プラスチック製管状体

Info

Publication number: JPH0939124A
Application number: JP7199903A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Yoshioka; 健一吉岡; Akihiko Kitano; 彰彦北野; Takehiko Hirose; 武彦広瀬
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1995-08-04
Filing date: 1995-08-04
Publication date: 1997-02-10

Abstract

(57)【要約】【課題】軽量かつ充分なねじり剛性および曲げ強さを保
持しながら、ねじり強度の特に優れたＦＲＰ製管状体を
提供する。【解決手段】繊維強化プラスチックからなる管状体にお
いて、該繊維強化プラスチックが管状体の軸方向に対し
て±２５゜〜±６５゜の範囲の角度に配向した補強繊維
を有し、該補強繊維が、下記（１）式で定義される最小
断面２次異形度Ｐmin が０．０８５以上である非円形断
面繊維を含むことを特徴とする繊維強化プラスチック製
管状体。Ｐmin ＝Ｉmin ／Ａ² …（１）但し、Ｉmin ：単繊維断面の重心を通る軸に関する断面
２次モーメントのうち最小の値Ａ：単繊維の断面積

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は軽量でかつ曲げ負荷
およびねじり負荷に対する耐性の大きい繊維強化プラス
チック製管状体に関し、さらに詳しくは、例えば、ゴル
フクラブ用シャフト、バドミントンラケット用シャフ
ト、釣竿、スキーポール等の各種スポーツ／レジャー用
品として、また、航空機、自動車、自転車、ポンプや刈
払い機などの産業機械等における各種フレーム、パイ
プ、シャフト、回転軸等の構造部材として好適な繊維強
化プラスチック製管状体に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ゴルフクラブ用シャフト、自動車
のドライブシャフト等のように、ねじり力を受ける管状
体として、軽量、高強度、高弾性の利点を有する繊維強
化プラスチック（以下、ＦＲＰと略す）製管状体が使用
されるようになった。

【０００３】これら管状体において、ねじり性能の向
上、すなわち、ねじり力に対する強度および剛性の向上
は重要な問題である。例えばゴルフクラブでボールを打
った（打撃）時に、シャフトには曲げ力とともにねじり
力が生じるが、このときシャフトに充分なねじり強度が
具備されていないと、打撃による破壊が生じる場合があ
る。また、シャフトに充分なねじり剛性が具備されてい
ないと、打撃時にシャフトのねじり変形により打球面の
角度が変化し、打球の方向が定まらなくなる。

【０００４】これらの問題を軽減するために、ねじり力
を受けるＦＲＰ製管状体においては、必要なねじり性能
（ねじり強度及びねじり剛性）を得るために、補強繊維
の配列角度が管状体の軸に対して±２５゜〜±６５゜に
傾斜した、いわゆるバイアス方向に補強繊維を配するの
が効果的であることが知られているが、それでも補強繊
維の強度が充分でないために、管状体のねじり強度が不
十分であることが多い。

【０００５】ねじり強度を向上させるためには、バイア
ス方向の補強繊維量を増やしたり、管状体の径を大きく
する方法も考えられるが、この場合には管状体の重量が
重くなり、例えばゴルフクラブ用シャフトにおいてはク
ラブのスイングスピードが低下し、飛距離が低下すると
いった問題がある。また、バイアス方向の補強繊維量を
増やした分だけ、実質的に管状体軸方向に配向した繊維
量を減らせば、管状体の重量は増加しないが、この場合
には、曲げ力に対する耐性が低下するという問題があ
る。

【０００６】さらに、ねじり強度を向上させる他の方法
として、バイアス方向の補強繊維として強度の大きなも
のを選ぶことが考えられるが、前述のように管状体には
充分なねじり剛性が必要であり、そのためには、バイア
ス方向の繊維が高弾性率を有することが必要なため、そ
の補強繊維の選択の幅はおのずと限られ、結果として管
状体のねじり強度は不足する。

【０００７】以上のようにＦＲＰ製管状体において、軽
量で充分なねじり剛性および曲げ強さを具備し、かつ充
分なねじり強度を具備させることは非常に困難な状況に
あった。

【０００８】本発明者らは、かかる現状に鑑み、ＦＲＰ
製管状体の重量を増加させず、かつ充分なねじり剛性お
よび曲げ強さを保ったままねじり強度を向上するための
検討を行い、本発明を完成するに至った。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
のＦＲＰ製管状体の上述した問題点を解決すること、す
なわち、軽量かつ充分なねじり剛性および曲げ強さを保
持しながら、ねじり強度の特に優れたＦＲＰ製管状体を
提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】部材の全部または一部が
繊維強化プラスチックからなる管状体において、該繊維
強化プラスチックが管状体の軸方向に対して±２５゜〜
±６５゜の範囲の角度に配向した（バイアス方向の）補
強繊維を有し、該補強繊維の少なくとも一部に非円形断
面繊維を使用したことを特徴とする繊維強化プラスチッ
ク製管状体である。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明のＦＲＰ製管状体につい
て、以下詳細に説明する。

【００１２】本発明のＦＲＰ製管状体は、ねじり力を主
に負担する補強繊維として、管状体の軸方向に対して±
２５゜〜±６５゜の範囲の角度に配向した繊維（以下、
バイアス繊維と略す）を有する。ねじり力が加わると、
バイアス繊維には繊維の配向に沿って引張力または圧縮
力が加わる。従って、管状体のねじり性能はバイアス繊
維の繊維方向の引張／圧縮特性に大きく支配される。す
なわち、管状体のねじり剛性を向上させるためには、バ
イアス繊維の繊維方向の弾性率を向上させればよく、同
様にねじり強さを向上させるためにはバイアス繊維の繊
維方向の圧縮／引張強度を向上させればよい。

【００１３】一般にＦＲＰは、圧縮強さの方が引張強さ
よりも低く、また、補強繊維の熱膨張率は、マトリクス
樹脂のそれよりも小さいので、加熱成形品の各層には繊
維方向に圧縮力が残留している。つまり、ねじり力によ
って、バイアス繊維のうち圧縮力を受ける部分から破壊
が開始し、全体破壊に至る。したがって、バイアス繊維
の圧縮力に対する耐力が重要となる。

【００１４】管状体に必要とされる各特性に悪影響を及
ぼさずに、このようなバイアス繊維の圧縮耐力を増すた
めには、バイアス繊維の少なくとも一部に非円形断面繊
維を用いることが有効である。

【００１５】本発明のＦＲＰ製管状体は、シャフトの軸
方向に対して±２５゜〜±６５゜の範囲の角度に配向し
た補強繊維を有し、その少なくとも一部に非円形断面繊
維を使用したものである。

【００１６】非円形断面繊維としては、単繊維断面の重
心（図心）を通る軸に関する断面２次モーメント（初等
材料力学などで定義される慣性能率または慣性モーメン
トのこと）のうち最小の値Ｉmin と単繊維断面積Ａから
下記（１）式によって定義される最小断面２次異形度Ｐ
min が０．０８５以上であることが好ましい。

【００１７】Ｐmin ＝Ｉmin ／Ａ² …（１）但し、Ｉmin ：単繊維断面の重心を通る軸に関する断面
２次モーメントのうち最小の値Ａ：単繊維の断面積ここでいう単繊維の断面とは、繊維の軸方向に対して垂
直な断面のことであり、断面の形状は、管状体をバイア
ス繊維の配向方向に対して実質的に直角に切断、断面研
磨（＃１０００番程度以上のサンドペーパーや研磨機械
による）した後、顕微鏡観察（走査電子顕微鏡等により
３０００倍〜１００００倍に拡大）して得られる。

【００１８】断面２次モーメントは、前記の顕微鏡で得
られた断面形状の像を、100mm ×100mm 程度の大きさに
焼き付けた写真を用いてNehls の方法の図式解法により
求める。断面積も前記の断面形状の写真を切り抜いて、
重量を測定して求める。

【００１９】非円形断面繊維のうち、Ｐmin のより大き
い繊維が好ましい（例えば、星型）が、製造のし易さを
考慮すると、Ｐmin が０．０９６（正三角形断面に相
当）以下である多葉形断面の繊維、おにぎり形断面の繊
維、中空繊維等が好ましい。等断面積を有する円形断面
繊維（Ｐmax ＝Ｐmin ＝０．０８０）よりもＰmin が大
きいため、ねじり強さが向上する。

【００２０】中でも、３〜５葉の多葉形断面の繊維は、
Ｐmin が特に大きい断面形状を得やすいこと、繊維の表
面積が大きいため繊維と樹脂間の接着力が高くなり（繊
維と樹脂間の応力伝達効率が良好になる）、という点で
好ましい。特に、３〜５回対称の形状であることが好ま
しい。

【００２１】さらに、繊維の葉の形状を破損しにくくす
る観点から、単繊維断面形状の外接円と同断面形状の内
接円半径の比で定義する異形度が、１．２〜３．０であ
る３〜５葉の非円形断面繊維が最も好ましい。

【００２２】（１）式で定義される最小断面２次異形度
Ｐmin が０．０１９以上であり、かつ（２）式で定義さ
れる最大断面２次異形度Ｐmax が０．１３以上である非
円形断面繊維も高いねじり強度を得ることができる。

【００２３】Ｐmax ＝Ｉmax ／Ａ² …（２）但し、Ｉmax ：単繊維断面の重心を通る軸に関する断面
２次モーメントのうち最大の値Ａ：単繊維の断面積Ｐmin が０．０１９未満であったり、Ｐmax が０．１３
未満であると、等断面積を有する円形断面繊維（Ｐmax
＝Ｐmin ＝０．０８）に比較してねじり強度向上が顕著
でなくなる。Ｐmin が０．０１９未満であると、いくら
Ｐmax を大きくしてもＰmin の軸を中心に繊維が変形し
て圧縮荷重を負担しなくなるためであり、Ｐmin が０．
０１９以上であっても、Ｐmax が０．１３以上なけれ
ば、Ｐmin軸中心の変形を補うことができなくなるため
である。すなわち、Ｐmax の値は大きい方が好ましい
が、そのためにＰmin を０．０１９未満に低下させるこ
とになると、ねじり強度の向上効果は無くなる。

【００２４】この種の非円形断面繊維の一例は、長円断
面繊維（短軸と長軸比が１：１．８〜４）である。短軸
に対する長軸の比を１．８未満にすると、Ｐmax が０．
１３未満になるとともにねじり強度向上効果が無くな
り、短軸に対する長軸の比を４以上にすると、Ｐmin が
０．０１９未満になると、ともにねじり強度向上効果が
無くなる。

【００２５】本発明において、非円形断面糸は、炭素繊
維、ガラス繊維、ボロン繊維、アラミド繊維などが使用
できる。なかでも、比強度、比弾性率の高い炭素繊維が
軽量化効果が大きく好ましい。なお、これらの補強繊維
は、異なる種類のものを併用することができる。また、
同じ種類の繊維であっても、特性の異なるものを併用す
ることができる。特に、ゴルフシャフト用の非円形断面
糸は、弾性率が２００００kgf/mm²以上、７００００kg
f/mm²以下である炭素繊維が好ましい。弾性率が２００
００kgf/mm²よりも低いとねじり剛性が低くなってボー
ルのコントロールが充分でなくなるためであり、７００
００kgf/mm²より高いと繊維の圧縮強度が低下する傾向
にあり、シャフトのねじり強度の向上が顕著でなくなる
ためである。

【００２６】本発明のＦＲＰ製管状体には、バイアス繊
維の他に、管状体軸方向に実質的に並行に配列した補強
繊維や直角に配列した補強繊維の他、あらゆる配向の補
強繊維を含んでいても良い。

【００２７】管状体をゴルフシャフトとして用いる場合
には、軽量かつ必要な曲げ強さを得るために、軸方向に
実質的に並行に配列した補強繊維は少なくとも全体の３
０％程度とすることが重要であり、従ってバイアス繊維
が全体の７０％を超えると、重量が大きくなるか曲げ強
さが不足し、ゴルフシャフトとして不適当になる場合が
ある。

【００２８】一方、バイアス繊維が全体の３０％より少
なくなると、重量が大きくなるか、該補強繊維に非円形
断面繊維を用いてもねじり強度が不足する場合がある。

【００２９】以上より、軽量かつ充分な曲げ強さを確保
しながら、高いねじり強度向上効果を得るためには、バ
イアス繊維を管状体中に３０〜７０％の範囲内含むこと
がより望ましい。

【００３０】また、バイアス繊維に占める非円形断面繊
維は１００％に近ければ近いほど効果が大きいが、少な
くとも５０％以上であることが好ましい。５０％未満で
あると、非円形断面を使用する効果が減じるからであ
る。

【００３１】各層の繊維含有率は、各層の特性、特に機
械的特性を考慮すれば、３０体積％〜８０体積％、より
好ましくは５０〜７０体積％付近であるのが良い。

【００３２】マトリクス樹脂としては、エポキシ樹脂、
フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエス
テル樹脂などの熱硬化性樹脂、ポリアミド樹脂、ＡＢＳ
樹脂などの熱可塑性樹脂が使用できる。エポキシ樹脂
は、耐熱性、耐水性、接着性、成形性に優れる。フェノ
ール樹脂は燃え難く燃焼による有毒ガスが発生しにくい
ため、難燃性が要求される場合に好適な材料である。ま
た、ＦＲＰ製円筒体の振動減衰性を適度なものとするた
めに、マトリクス樹脂中に、ポリエチレングリコール、
ポリプロピレングリコール、ポリサルファイドなどの可
撓性付与剤が混入されていてもよい。

【００３３】また、本発明の管状体には上記のＦＲＰに
加えて、プラスチック、ゴム、木材、金属、セラミック
等の材料が一体化されていてもよい。

【００３４】本発明のＦＲＰ性管状体を製造するために
は、管状体内径と同じ外径のマンドレルに、最内層から
順に最外層までプリプレグを巻き付け、さらにラッピン
グテープを巻き付け成形する方法、フィラメントワイン
ド法、テープワインド法、プルワインド法、ＲＴＭ法
（繊維でプリフォームを形成した後、型枠内で樹脂を含
浸し、硬化させる）などを用いることができる。

【００３５】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。

【００３６】ＦＲＰ製管状体のバイアス方向の補強繊維
として、断面積がほぼ３０μｍ² 、弾性率が３０００kg
f/mm² とほぼ等しく、断面形状の異なる７種類のＰＡＮ
系炭素繊維（繊維Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ）を用意
した（表１）。

【００３７】次いで、繊維Ａ〜Ｆを互いに並行かつシー
ト状に引き揃えたものにＢステージのエポキシ樹脂を含
浸してなる６種の一方向性プリプレグ（繊維体積含有率
＝６０％）を用意した。以下、これをプリプレグＡ〜Ｇ
という。

【００３８】また、Ａ〜Ｇと同様にして、東レ（株）製
炭素繊維”トレカ”Ｍ３０Ｓ（平均単糸径：５．５μ
ｍ、引張弾性率：３００００kgf/mm²）を用いてプリプ
レグＨ（繊維体積含有率＝５５％）を作成した。

【００３９】なお、図１に以下の実施例、比較例で採用
した曲げ試験の測定法を示す。

【００４０】図１において、固定台６に、先端を固定し
たシャフト１を、ワイヤー３で引張ることにより曲げ、
シャフト１が折れたときのワイヤーの引張荷重を荷重計
７により測定し、破断荷重とする。なお、ワイヤー１は
クッション材５を取り付けた支点４を介して曲げられ
る。

【００４１】実施例１先端外径３．８５mm、テーパー７．５／１０００、長さ
１１００mmの、離型処理したステンレス製マンドレル
に、適宜に切り出したプリプレグＡをその繊維方向がマ
ンドレル軸方向に対して−４５°になるように１層巻き
付け、次にプリプレグＡを４５°になるように１層巻き
付け、次にプリプレグＡを−４５°になるように１層巻
き付け、次にプリプレグＡを４５°になるように１層巻
き付け、次にプリプレグＨを繊維方向がマンドレル軸と
同じになるように４層巻き付け、さらに幅１５mmのアラ
ミドラッピングテープを張力３．８kgf 、巻きピッチ２
mmで巻き付け、１３０℃で１２０分間加熱成形した後、
マンドレルを引き抜き、表面を研磨して、ゴルフクラブ
用シャフトを得た。

【００４２】研磨後のシャフト重量は３７ｇであった。
シャフト端面を研磨し、プリプレグＡからなる層の厚み
を測定したところ、全体の肉厚の５０％であった。

【００４３】このシャフトについて、図１に示す方法で
曲げ試験を行なったところ、曲げ破壊荷重は６．０kgf
であった。

【００４４】このシャフトについて、製品安全協会の認
定したいわゆるＳＧ法に準じ、ねじり速度１０．８°／
分でねじり試験したところ、ねじり強度は１８１０kgf
・mmであった。

【００４５】実施例２プリプレグＡをすべてプリプレグＢに替えた以外は実施
例１と同様にして、ゴルフクラブ用シャフトを得た。

【００４６】研磨後のシャフト重量は３８ｇであった。
シャフト端面を研磨し、プリプレグＢからなる層の厚み
を測定したところ、全体の肉厚の５０％であった。

【００４７】このシャフトについて、図１に示す方法で
曲げ試験を行なったところ、曲げ破壊荷重は６．０kgf
であった。

【００４８】このシャフトについて、実施例１と同様に
してねじり試験を行なった結果、ねじり強度は１５９０
kgf ・mm であった。

【００４９】比較例１プリプレグＡをすべてプリプレグＣに替えた以外は実施
例１と同様にして、ゴルフクラブ用シャフトを得た。

【００５０】研磨後のシャフト重量は３６ｇであった。
シャフト端面を研磨し、プリプレグＣからなる層の厚み
を測定したところ、全体の肉厚の５０％であった。

【００５１】このシャフトについて、図１に示す方法で
曲げ試験を行なったところ、曲げ破壊荷重は６．０kgf
であった。

【００５２】このシャフトについて、実施例１と同様に
してねじり試験を行なった結果、ねじり強度は１４００
kgf ・mm であった。

【００５３】比較例２プリプレグＡをすべてプリプレグＤに替えた以外は実施
例１と同様にして、ゴルフクラブ用シャフトを得た。

【００５４】研磨後のシャフト重量は３９ｇであった。
シャフト端面を研磨し、プリプレグＤからなる層の厚み
を測定したところ、全体の肉厚の５０％であった。

【００５５】このシャフトについて、図１に示す方法で
曲げ試験を行なったところ、曲げ破壊荷重は６．１kgf
であった。

【００５６】このシャフトについて、実施例１と同様に
してねじり試験を行なった結果、ねじり強度は１４００
kgf ・mm であった。

【００５７】実施例３プリプレグＡをすべてプリプレグＥに替えた以外は実施
例１と同様にして、ゴルフクラブ用シャフトを得た。

【００５８】研磨後のシャフト重量は３７ｇであった。
シャフト端面を研磨し、プリプレグＥからなる層の厚み
を測定したところ、全体の肉厚の５０％であった。

【００５９】このシャフトについて、図１に示す方法で
曲げ試験を行なったところ、曲げ破壊荷重は６．１kgf
であった。

【００６０】このシャフトについて、実施例１と同様に
してねじり試験を行なった結果、ねじり強度は１５３０
kgf ・mm であった。

【００６１】実施例４プリプレグＡをすべてプリプレグＦに替えた以外は実施
例１と同様にして、ゴルフクラブ用シャフトを得た。

【００６２】研磨後のシャフト重量は３８ｇであった。
シャフト端面を研磨し、プリプレグＦからなる層の厚み
を測定したところ、全体の肉厚の５０％であった。

【００６３】このシャフトについて、図１に示す方法で
曲げ試験を行なったところ、曲げ破壊荷重は６．０kgf
であった。

【００６４】このシャフトについて、実施例１と同様に
してねじり試験を行なった結果、ねじり強度は１５３０
kgf ・mm であった。

【００６５】比較例３プリプレグＡをすべてプリプレグＧに替えた以外は実施
例１と同様にして、ゴルフクラブ用シャフトを得た。

【００６６】研磨後のシャフト重量は３８ｇであった。
シャフト端面を研磨し、プリプレグＧからなる層の厚み
を測定したところ、全体の肉厚の５０％であった。

【００６７】このシャフトについて、図１に示す方法で
曲げ試験を行なったところ、曲げ破壊荷重は６．１kgf
であった。

【００６８】このシャフトについて、実施例１と同様に
してねじり試験を行なった結果、ねじり強度は１３８０
kgf ・mm であった。

【００６９】実施例５実施例１と同様のマンドレルに、適宜に切り出したプリ
プレグＡをその繊維方向がマンドレル軸方向に対して−
４５°になるように１層巻き付け、次にプリプレグＡを
４５°になるように１層巻き付け、次にプリプレグＡを
−４５°になるように１層巻き付け、次にプリプレグＡ
を４５°になるように１層巻き付け、次にプリプレグＨ
を繊維方向がマンドレル軸と同じになるように１０層巻
き付け、さらに実施例１と同様の方法でラッピングテー
プ巻き付け、成形、研磨を行い、ゴルフクラブ用シャフ
トを得た。

【００７０】研磨後のシャフト重量は６６ｇであった。
シャフト端面を研磨し、プリプレグＡからなる層の厚み
を測定したところ、シャフト肉厚の２９％であった。

【００７１】このシャフトについて、図１に示す方法で
曲げ試験を行なったところ、曲げ破壊荷重は１２．０kg
f であった。

【００７２】このシャフトについて、実施例１と同様に
してねじり試験したところ、ねじり強度は１８００kgf
・mm であった。

【００７３】実施例６実施例１と同様のマンドレルに、適宜に切り出したプリ
プレグＡをその繊維方向がマンドレル軸方向に対して−
４５°になるように１層巻き付け、次にプリプレグＡを
４５°になるように１層巻き付け、次にプリプレグＡを
−４５°になるように１層巻き付け、次にプリプレグＡ
を４５°になるように１層巻き付け、次にプリプレグＡ
を−４５°になるように１層巻き付け、次にプリプレグ
Ａを４５°になるように１層巻き付け、次にプリプレグ
Ｈを繊維方向がマンドレル軸と同じになるように２層巻
き付け、さらに実施例１と同様の方法でラッピングテー
プ巻き付け、成形、研磨を行い、ゴルフクラブ用シャフ
トを得た。

【００７４】研磨後のシャフト重量は３９ｇであった。
シャフト端面を研磨し、プリプレグＡからなる層の厚み
を測定したところ、シャフト肉厚の７５％であった。

【００７５】このシャフトについて、図１に示す方法で
曲げ試験を行なったところ、曲げ破壊荷重は３．３kgf
であった。

【００７６】このシャフトについて、実施例１と同様に
してねじり試験したところ、ねじり強度は２１４０kgf
・mm であった。

【００７７】実施例７実施例１と同様のマンドレルに、適宜に切り出したプリ
プレグＡをその繊維方向がマンドレル軸方向に対して−
４５°になるように１層巻き付け、次にプリプレグＡを
４５°になるように１層巻き付け、次にプリプレグＣを
−４５°になるように１層巻き付け、次にプリプレグＣ
を４５°になるように１層巻き付け、次にプリプレグＨ
を繊維方向がマンドレル軸と同じになるように４層巻き
付け、さらに実施例１と同様の方法でラッピングテープ
巻き付け、成形、研磨を行い、ゴルフクラブ用シャフト
を得た。

【００７８】研磨後のシャフト重量は３７ｇであった。
シャフト端面を研磨し、プリプレグＡとプリプレグＣか
らなる層の厚みを測定したところ、いずれもシャフト肉
厚の２５％でほぼ等しかった。

【００７９】このシャフトについて、図１に示す方法で
曲げ試験を行なったところ、曲げ破壊荷重は６．０kgf
であった。

【００８０】このシャフトについて、実施例１と同様に
してねじり試験したところ、ねじり強度は１４１０kgf
・mm であった。

【００８１】以上の結果を表２にまとめて示す。

【００８２】

【表１】

【表２】

【００８３】

【発明の効果】本発明のＦＲＰ製管状体は、バイアス方
向の補強繊維に非円形断面繊維を使用することにより、
管状体の重量を増加させず、かつ充分なねじり剛性を保
ったままねじり強度を大幅に向上させることができる。
これにより、ゴルフクラブ用シャフト、バドミントンラ
ケット用シャフト、釣竿、スキーポール等の各種スポー
ツ／レジャー用品として、また、航空機、自動車、自転
車、ポンプや刈払い機などの産業機械等における各種フ
レーム、パイプ、シャフト、回転軸等のねじり力の加わ
る部材に本発明のＦＲＰ製管状体を適用することによ
り、部材のねじり破壊を防いで軽量化が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における実施例、比較例で採用した曲
げ試験の測定法の説明図である。

【符号の説明】

１：シャフト（変形前）２：シャフト（変形後）３：引張用ワイヤー４：支点５：クッション材６：固定台７：荷重計

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】繊維強化プラスチックからなる管状体に
おいて、該繊維強化プラスチックが管状体の軸方向に対
して±２５゜〜±６５゜の範囲の角度に配向した補強繊
維を有し、該補強繊維が、下記（１）式で定義される最
小断面２次異形度Ｐmin が０．０８５以上である非円形
断面繊維を含むことを特徴とする繊維強化プラスチック
製管状体。Ｐmin ＝Ｉmin ／Ａ² …（１）但し、Ｉmin ：単繊維断面の重心を通る軸に関する断面
２次モーメントのうち最小の値Ａ：単繊維の断面積
【請求項２】繊維強化プラスチックからなる管状体に
おいて、該繊維強化プラスチックが管状体の軸方向に対
して±２５゜〜±６５゜の範囲の角度に配向した補強繊
維を有し、該補強繊維が、最小断面２次異形度Ｐmin が
０．０１９以上であり、かつ下記（２）式で定義される
最大断面２次異形度Ｐmax が０．１３以上である非円形
断面繊維を含むことを特徴とする繊維強化プラスチック
製管状体。Ｐmax ＝Ｉmax ／Ａ² …（２）但し、Ｉmax ：単繊維断面の重心を通る軸に関する断面
２次モーメントのうち最大の値Ａ：単繊維の断面積
【請求項３】 ±２５゜〜±６５゜の範囲の角度に配向
した補強繊維を管状体中に３０〜７０％の範囲含むこと
を特徴とする請求項１または２に記載の繊維強化プラス
チック製管状体。
【請求項４】 ±２５゜〜±６５゜の範囲の角度に配向
した補強繊維中に、非円形断面繊維を５０％以上存在せ
しめたことを特徴とする請求項１または２に記載の繊維
強化プラスチック製管状体。
【請求項５】請求項１中に記載の非円形断面繊維の単
繊維の断面形状が３〜５葉の多葉形で、かつ異形度が
１．２〜３．０であることを特徴とする請求項１記載の
繊維強化プラスチック製管状体。
【請求項６】請求項２中に記載の非円形断面繊維の単
繊維の断面形状が実質的に長円であることを特徴とする
請求項２記載の繊維強化プラスチック製管状体。
【請求項７】非円形断面繊維がポリアクリロニトリル
系炭素繊維であることを特徴とする請求項１，２，４，
５，または６のいずれかに記載の繊維強化プラスチック
製管状体。
【請求項８】ポリアクリロニトリル系炭素繊維の引張
弾性率が２００００kgf/mm² 以上、７００００kgf/mm²
以下であることを特徴とする請求項７に記載の繊維強化
プラスチック製管状体。
【請求項９】管状体がゴルフクラブ用シャフトである
ことを特徴とする請求項１〜８のうちのいずれかに記載
の繊維強化プラスチック製管状体。