JPH11244434A - ゴルフクラブシャフト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ゴルフクラブシャフト（以下シャフト）にお
いて、その強度の更なる向上を目指し、かつ、スウィン
グ時において、「しなり」のない好ましい挙動特性をも
つシャフトを提供する。 【解決手段】 シャフトは、軸線方向と角度θ＝３０゜
の繊維配向をもつプリプレグ２ａと角度θ＝０゜のそれ
をもつプリプレグ２ｂが巻き付けられ、その外側に、帯
状で孔５が形成されている金属箔３が螺旋状に巻き付け
られた構成となっている。シャフトは、この金属箔３に
よって強度が向上されている。また、プリプレグ２ａ、
２ｂの巻かれ方は、各層（２ａ、２ｂ）の巻初め端Ａと
巻終わり端Ｂとが重なり合うラップ部Ｃの位置が、シャ
フト周方向で相異なるようになされている。これによ
り、シャフトの全体的かつ均等的な強度向上が望める。
さらに、孔５が形成されていることより、シャフト全体
を硬化させるための合成樹脂を、隅々にまで行き渡らせ
ることが可能となった。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カーボン繊維とエ
ポキシ樹脂等とにより形成されたプリプレグを、複数層
重ね合わせ、かつ管体状に巻き付けられたゴルフクラブ
シャフト（以下シャフト）に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、シャフトとしては、カーボン繊維
あるいはボロン繊維等を主材料として、これを例えば、
エポキシ樹脂等の熱硬化性マトリックス樹脂に含浸して
シート状のプリプレグとし、該プリプレグを複数層巻回
したものが利用されている。特にカーボンを主体として
構成されたシャフトは、軽量、高強度、高弾性など様々
な利点を備えるとともに、実際の使用に際してもボール
の飛距離を非常に大きく伸ばす性能が加味されたことな
ども相俟って、今般市場に広く普及する事となった。

【０００３】このようないわゆるカーボンシャフトとし
ては、上記のようなカーボン繊維の様々な利点をふまえ
た上で、更なる性能向上を目指し、様々な形態のものが
提案されている。例えば、実開昭61-14065号公報に示さ
れているシャフトでは、複数のプリプレグ間の内層、あ
るいは外層にチタンワイヤーを管体の周方向に間隔をお
いて配設した形態のものが提案されているし、また、こ
れと構成上の趣旨がほぼ同様なものであって、複数のプ
リプレグ層の内層あるいは外層に、２つの繊維方向をも
つ金属繊維を重ね合わせた層を新たに設けた特開平4-21
0074号公報に示されているようなシャフトも提案されて
いる。

【０００４】上記のようなシャフトの効果は、前者の公
報においては、同公報においてゴルフシャフト破損時に
おけるシャフトの破片の飛散を防止することとの明記が
あり、また、後者の公報においては、シャフトの機械的
性質である弾性率を高めることによって、更なる飛距離
の向上を効果として得ているものであった。この他に
も、実開平3-83573、特公平7-90046号公報にて示されて
いるようなシャフトが提案されており、それぞれ前に挙
げた例と同様に金属繊維を用いたものとなっていて、か
つ目的も同様なものが挙げられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記に示し
たような様々な形態のシャフトにおいては、それぞれが
破損防止あるいは機械的強度の向上などを目的として、
カーボン繊維からなる層に加えて、金属繊維からなるプ
リプレグ層を新たに設ける構造がとられているのが一般
的であるということができる。実際、この方法によっ
て、上記目的を達成することは可能ではあるが、本発明
は、更なる機械的な向上を目指すとともに、カーボン繊
維主体のシャフトの弱点であった「しなり」の問題を克
服することを念頭においている。

【０００６】この「しなり」とは、スウィング時におけ
る振り上げ、振り下ろしの際に、容易に確認できる現象
であって、ゴルフクラブのヘッドによる慣性でシャフト
に曲げ応力がかかり、シャフト自体が変形するものであ
る。カーボン繊維主体のシャフトでは、一般的に、この
「しなり」が大きいということがいわれている。このこ
とによって、最も肝心なインパクトの瞬間に、ヘッドが
遅れ気味の状態でボールと接触することとなって、ボー
ルに運動エネルギーを効率的に与えることができない、
という問題点があった。

【０００７】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、シャフトの機械的強度の
更なる向上を目指し、かつカーボンシャフトの軽量性と
スチールシャフトの剛性とを備え持ち、ボールインパク
トの瞬間に、シャフトのもつ運動エネルギを効率的にボ
ールに与えることのできるシャフトを提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために以下の手段をとった。すなわち、本発明の
シャフトは、高強度高弾性繊維を含有した合成樹脂で構
成されている管体であって、該管体の外側に、帯状とさ
れた金属箔層が螺旋状に巻き付けられていることを特徴
とする。

【０００９】これによれば、帯状の金属箔が、管体を覆
うように巻き付けられていることから、シャフト全体と
しての強度を向上させる働きがある。また、この巻付け
は螺旋状に行われていることから、シャフトの周方向全
体において均等的な強度向上となる。

【００１０】また、前記管体は、前記高強度高弾性繊維
を含有した合成樹脂を原料としたシートが、複数層巻き
付けられた構成とされ、該シートの複数層の各々につい
て、それぞれの巻初め端と巻終わり端とで形成されるラ
ップ部が、前記管体の周方向において、位置を違えて形
成されていることを特徴とする。

【００１１】これによれば、ラップ部が、管体の周方向
に関してシートごとに違えて形成されていることから、
ラップされた部分において強度向上が望めるとともに、
シャフトの周方向全体において、均等的な強度向上とな
る。

【００１２】さらに、前記金属箔層には、帯の長手方向
に複数の孔が設けられ、該孔を通して合成樹脂材料が、
金属箔層の表裏及び前記シートの複数層間の隙間に浸透
されていることを特徴とする。

【００１３】これによれば、金属箔に孔が設けられてい
ることにより、シャフトの製作過程において、この孔を
通して合成樹脂材料を、金属箔の表裏や前記シートの複
数層間の隙間等、シャフトの隅々まで浸透させることが
可能となる。また、このことによって、完成後のシャフ
トは、合成樹脂材料が全体にわたってもれなく浸透した
ものとなる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下では、本発明の実施の形態に
ついて、図を参照して説明する。図１において、符号１
はマンドレル、２は高強度高弾性繊維と合成樹脂とから
構成されているプリプレグ（シート）層、３は金属箔の
層を示している。

【００１５】まず、マンドレル１は、シャフト（管体）
製作時において使用されるもので、プリプレグ２を巻き
付けて熱硬化させるまで、シャフトの原型として使用さ
れるものである。したがって、このマンドレル１の形状
が製作しようとするシャフトの形状を決定づけるもので
あり、合成樹脂の熱硬化処理が終了した時点において、
最終的には抜き取られるものである。

【００１６】プリプレグ２は、さきに簡単に説明した通
り、高強度高弾性繊維、つまりカーボン繊維あるいはボ
ロン繊維、又はカーボン繊維を主体とした複数の材料繊
維からなるハイブリッドタイプな繊維材料等を、合成樹
脂等に含浸させシート状に加工したものである。合成樹
脂としては、熱硬化性質をもつエポキシ樹脂等が主に使
用され、上記繊維の配向を決定付けるマトリックス樹脂
としての働きを担っている。

【００１７】このようなプリプレグ２は、その内部に含
まれる繊維方向が様々なものが用意され、マンドレル１
に巻き付けられている。この巻き付けは、例えば、図１
に示すように、まず、プリプレグ２の第１層として、マ
ンドレル１の軸線方向とある角度θをなすような繊維方
向をもつプリプレグ２ａが設けられ、この上層として、
繊維方向がマンドレル１の軸線方向と平行な繊維方向、
つまり角度θ＝０゜をもつプリプレグ２ｂが設けられ
る、というようになっている。

【００１８】また、このプリプレグ２の層においては、
その巻初め端Ａと巻終わり端Ｂとが、互いに重なり合う
ようにしてラップ部Ｃが形成されている。このラップ部
Ｃは、プリプレグ２による複数層の各々（２ａ、２ｂ）
について、それぞれの巻初め端Ａ、Ａと巻終わり端Ｂ、
Ｂとで形成されるラップ部Ｃ、Ｃが、マンドレル１の周
方向において、位置を違えて形成されている。すなわ
ち、言い換えれば、各層のプリプレグ２の面積が同じも
のとすれば、それぞれのプリプレグ２の複数層の巻初め
端Ａ、Ａ、…の位置が、各層ごとにマンドレル１の周方
向において異なっているということである。図１におい
ては、プリプレグ２ａの巻初め端Ａ、すなわちラップ部
Ｃを０゜とすれば、プリプレグ２ｂの巻初め端Ａ（＝ラ
ップ部Ｃ）は、マンドレル１の周方向において、それと
９０゜隔たった位置から始まっているものとされてい
る。

【００１９】上記のようにプリプレグ２が巻き付けられ
た外側には、図１に示すように、帯状とされた金属箔３
の層が螺旋状に巻き付けられている。この金属箔３に
は、その材質として、軽量かつ高強度なチタンやチタン
合金が使用され、これを帯箔状に加工したものである。
この図に示すように、金属箔３は、前記したプリプレグ
２ｂの外層に、マンドレル１の軸線方向に沿って螺旋状
に巻き付けられているものである。なお、この金属箔３
の層は、マンドレル１の全長にわたって設けられている
もので、図１においては、これを一部省略して描いてい
る。また、プリプレグ２ｂに関しても同様に一部省略し
て描かれているものである。

【００２０】この金属箔３の巻き付けにおいても、上記
に示したプリプレグ２と同様に、ラップ部４が形成され
るように配慮される。すなわち、図１に示すように、さ
きに巻き付けられた金属箔３の側端３ａに対して、つぎ
に巻き付けられる金属箔３の側端３ｂが重なり合うよう
になされている。

【００２１】また、帯状の金属箔３には、その帯の長手
方向に向けて複数の孔５、５、…が設けられている。こ
れは金属箔３の巻き付け後、シャフト全体を硬化処理す
るために、金属箔３の表裏に合成樹脂材料を浸透させる
ために設けられているものである。

【００２２】上記のような構成となるシャフトは、例え
ば、以下のように製作される。まず、予めカーボン繊維
又はボロン繊維等の高強度高弾性繊維を、エポキシ樹脂
等のマトリックス樹脂に含浸してプリプレグ２ａ、２ｂ
を成形する。このプリプレグ２ａ、２ｂを、図２に示す
ように、その内部に含まれた繊維の方向が所望の角度と
なるよう、かつ同一の面積をもつように裁断する。

【００２３】プリプレグ２ａ、２ｂが準備できたら、マ
ンドレル１を用意し、このマンドレル１に、図３に示す
ように、プリプレグ２ａ、２ｂを順次何層にも巻き付け
ていく。この巻き付け方法は、先述したように、第１層
のプリプレグ２ａをマンドレル１の軸方向と角度θ、例
えば３０゜をなす繊維方向をもつもの、また、第２層が
マンドレル１の軸方向と平行な繊維方向をもつものとい
う様に巻き付けていく。なお、この際巻始め端Ａは、図
１を参照して説明したように、それぞれのプリプレグ２
ａ、２ｂにおいて、マンドレル１の周方向に対して異な
った場所とし、その結果ラップ部Ｃが各層（２ａ、２
ｂ）において異なるように配慮する。

【００２４】このようにプリプレグ２による層がマンド
レル１周囲に形成されたら、帯状の金属箔３を用意し、
これを、図４に示すように、マンドレル１の軸端部から
順次螺旋状に巻き付けていく。なお、金属箔３には、予
め孔５、５、…を形成しておく。このとき、既に巻かれ
た金属箔３の側端３ａ上に、つぎに巻く金属箔３の側端
３ｂが重なることによって、ラップ部４が形成されるよ
うに巻付けを行う。

【００２５】次に、エポキシ樹脂等の熱硬化性合成樹脂
Ｐを満たした浴槽Ｌ内に、上記のシャフトを浸漬し、金
属箔３の表裏及びプリプレグ層（２ａ、２ｂ）間の隙間
に合成樹脂を浸透させる。この際、金属箔３の帯長手方
向に設けられた孔５を通して、合成樹脂の浸透は全体に
万遍なく行われることとなる。そして、この合成樹脂を
十分浸透させたシャフトを引き上げ、最終的にこのシャ
フトに熱をかけて全体を硬化させた後、マンドレル１を
引き抜いて完成となる。

【００２６】以上説明したように、本実施の形態におけ
るシャフトによれば、プリプレグ２の外側には、帯状と
された金属箔３が巻き付けられていることから、カーボ
ン繊維を主体とするシャフトの機械的性能の更なる向上
を図れる。また、この金属泊３は螺旋状に巻き付けられ
ていることから、シャフト全体にわたって異方性が生じ
ることなく、剛性を均等的に向上することが可能とな
る。

【００２７】また、この金属箔３を設けたことにより、
このシャフトを採用したゴルフクラブを実際にスウィン
グする際には、カーボン繊維により構成されたゴルフク
ラブの弱点であった「しなり」を解消することが可能と
なる。つまり、巻き付けられた金属箔３は上述したよう
にシャフト全体の剛性を高くする働きをもつため、振り
上げ、振り下ろし時において、ヘッドの慣性によるシャ
フトの曲げ応力に対抗することが可能となる。これによ
り、インパクトの瞬間にヘッドのスピードを殺すことな
く、ボールに効率的に運動エネルギーを与えることが可
能となって、更なる飛距離の向上が見込めることとなっ
た。

【００２８】また、この帯状の金属箔３の下層となるプ
リプレグ２の巻き付けにおいては、その巻初め端Ａと巻
終わり端Ｂとで形成されるラップ部Ｃが形成されている
ことから、より強度を向上させることが可能となってい
る。また、このラップ部Ｃが、シャフトの周方向の位置
を違えて形成されていることから、シャフトの強度を全
体的に、かつ均等に向上させることとなっている。この
ことは、上述した金属泊３の螺旋巻きの効果と相俟っ
て、シャフトの全体的かつ均等的な剛性向上の効果をよ
り高い次元で達成することが可能となる。

【００２９】さらに、本実施の形態においては、金属箔
３としてチタンやチタン合金を使用していることから、
カーボン繊維から構成されているシャフトの軽量性を損
なうことなく、強度を向上させることが可能となる。

【００３０】なお、本発明においては、上記帯状の金属
箔３の幅に関して、特に限定するものではない。ただ
し、この幅に関していえば、これが短いほどラップ部４
の数を増加することとなり、強度向上の効果をより大き
なものとすることが可能となる。しかし、これは要求さ
れるシャフトの機械的性能を勘案した上で決められるこ
とであり、基本的に金属箔３の幅は任意でよい。また、
金属箔３の材料は、チタンやチタン合金に限らず、例え
ば、アルミニウムのような軽金属やアモルファス合金で
あってもよい。これによっても金属材料であることのメ
リットを生かし、本発明の目指す効果を達成することが
可能と考えるからである。

【００３１】さらに、この金属箔３の下層として設けら
れるプリプレグ２に関して、本実施の形態において示し
た巻き付け方法は、最も一般的なものの例示であって、
本発明はこれに限定されるものではない。例えば、別の
形態として、簡単には、プリプレグ２ａ（角度θ＝３０
゜）とプリプレグ２ｂ（角度θ＝０゜）との巻き付け順
序を変えたもの、つまり、プリプレグ２ａがプリプレグ
２ｂの上層となる様な巻き方であってもよい。また、角
度θは任意であって、これも適当な値をとることが可能
である。さらに、巻き付けられるプリプレグ２は、２層
とは限らず、ゴルフ競技において使用に耐えうるもので
あれば、原則的には何層巻であってもよい。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
高強度高弾性繊維を含浸した合成樹脂からなるシャフト
の外側には、帯状とされた金属箔が螺旋状に巻き付けら
れていることから、このシャフトの機械的性質の更なる
向上を図ることが可能となる。特に、シャフトの剛性を
全体的に高めることが可能となるから、スウィング時に
おける「しなり」を防止することができ、ボールのイン
パクトの瞬間に、効率よくエネルギーをボールに与える
ことが可能となる。

【００３３】また、上記金属箔層の下層として、高強度
高弾性繊維を含浸した合成樹脂のシートが、複数層巻き
付けられた層が設けられているシャフトにおいては、そ
のシートの巻初め端と巻終わり端とで形成されるラップ
部が、シャフトの周方向において、位置を違えて形成さ
れていることから、シャフトの全体における強度バラン
スを均等にすることができる。加えて、このことは、ス
ウィング時の振り方向性に異方性を生じさせることがな
く、安定したゴルフスウィングを実現することが可能と
なる。

【００３４】さらに、前記の金属箔には、その帯の長手
方向に複数の孔が設けられていることから、シャフト製
作工程の最終段階において、熱硬化性樹脂を金属箔表裏
を含む隅々にまで浸透させることが可能となり、シャフ
トの硬化処理を一体的に実現できる。これによって、シ
ャフトの安定した全体的な均質性を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本実施の形態におけるシャフトの斜視図であ
る。

【図２】 本実施の形態におけるプリプレグを示す平面
図である。

【図３】 図２に示すプリプレグをマンドレルに巻き付
けた状態を示すシャフト製作過程の一部を示す説明図で
ある。

【図４】 図３に示すシャフトに、金属箔を巻き付けた
状態を示すシャフト製作過程の一部を示す説明図であ
る。

【図５】 図４に示すシャフトに、合成樹脂を含浸させ
ている状態を示すシャフト製作過程の一部を示す説明図
である。

【符号の説明】

２ プリプレグ（シート） ３ 金属箔 ５ 孔 Ａ 巻初め端 Ｂ 巻終わり端 Ｃ ラップ部 Ｐ 合成樹脂

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高強度高弾性繊維を含有した合成樹脂で
   構成されている管体であって、 該管体の外側に、帯状とされた金属箔の層が螺旋状に巻
   き付けられていることを特徴とするゴルフクラブシャフ
   ト。
2. 【請求項２】 請求項１記載のゴルフクラブシャフトに
   おいて、 前記管体は、 前記高強度高弾性繊維を含有した合成樹脂を原料とした
   シートが、複数層巻き付けられた構成とされ、 該シートの複数層の各々について、それぞれの巻初め端
   と巻終わり端とで形成されるラップ部が、前記管体の周
   方向において、位置を違えて形成されていることを特徴
   とするゴルフクラブシャフト。
3. 【請求項３】 請求項２記載のゴルフクラブシャフトに
   おいて、 前記金属箔の層には、帯の長手方向に複数の孔が設けら
   れ、 該孔を通して合成樹脂が、金属箔層の表裏及び前記シー
   トの複数層間の隙間に浸透されていることを特徴とする
   ゴルフクラブシャフト。