ゴルフクラブシャフトとその製造方法
【課題】 本発明はヘッド側とグリップ側の中間部に急テーパ部を設けるに当たり、強化繊維の捩れや蛇行を防止したゴルフクラブシャフトとその製造方法を提供するる。
【解決手段】 先細テーパ状の芯金に強化繊維に合成樹脂を含浸したプリプレグシートを巻回して形成され、ヘッド側の小径部とグリップ側の大径部との間にテーパの変化が大きい急テーパ部が設けられたゴルフクラブシャフトであって、前記芯金の軸方向に対し±３５°以上±５５°以下の角度で強化繊維を傾斜させたプリプレグシートを巻回，積層したバイアス層と、強化繊維を前記軸方向に引き揃えた複数枚のプリプレグシートを巻回，積層したストレート層とでシャフト本体層が形成され、前記ストレート層を形成する前記プリプレグシートは、夫々、１枚毎の巻回数が２層未満の幅に形成され、且つ前記急テーパ部領域に対応してプリプレグシートの幅が幅広になる部分に長手方向の切り込みが入れられて前記急テーパ部を形成している。
【解決手段】 先細テーパ状の芯金に強化繊維に合成樹脂を含浸したプリプレグシートを巻回して形成され、ヘッド側の小径部とグリップ側の大径部との間にテーパの変化が大きい急テーパ部が設けられたゴルフクラブシャフトであって、前記芯金の軸方向に対し±３５°以上±５５°以下の角度で強化繊維を傾斜させたプリプレグシートを巻回，積層したバイアス層と、強化繊維を前記軸方向に引き揃えた複数枚のプリプレグシートを巻回，積層したストレート層とでシャフト本体層が形成され、前記ストレート層を形成する前記プリプレグシートは、夫々、１枚毎の巻回数が２層未満の幅に形成され、且つ前記急テーパ部領域に対応してプリプレグシートの幅が幅広になる部分に長手方向の切り込みが入れられて前記急テーパ部を形成している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、強化繊維に合成樹脂を含浸した繊維強化プリプレグシートからなるゴルフクラブシャフトとその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日、カーボン繊維やガラス繊維，ボロン繊維等の強化繊維に、エポキシやポリエステル等の合成樹脂からなるマトリックスを含浸した繊維強化プリプレグシート（以下、「プリプレグシート」という）で形成したゴルフクラブシャフト（以下、「シャフト」という）が広く知られている。
【０００３】
而して、この種のシャフトは比強度，比剛性に優れるが、強化繊維の方向や積層条件によって物性が大きく変化し、また、シャフトの形状や肉厚によっても物性が大きく変化するため、軽量で振り抜き易く、飛距離が出せるという課題を達成するため、従来、様々な提案がなされている。
【０００４】
図５は特許文献１に開示されたゴルフクラブを示し、この従来例は、振り抜き易く軽量で強度やバランスに優れ、握り易く飛距離が伸びるゴルフクラブ１を提供することを目的として、シャフト３のグリップ５側からヘッド７側に向って縮径する比較的緩いテーパを有する小径部９をヘッド７側に設け、グリップ５側からヘッド７側に向って縮径する比較的緩いテーパを有する大径部１１をグリップ５側に設けると共に、小径部９と大径部１１との中間部に前記テーパよりテーパの変化が大きい急テーパ部１３を設けたもので、斯様にシャフト３の中間部に急テーパ部１３を設けることによって、前記目的を達成できることは勿論、シャフト３全体のバランス調整がし易くなる利点を有している。そして、前記急テーパ部１３のテーパは２０／１０００〜１２０／１０００ｍｍに設定されている。
【０００５】
前記構成のシャフト３は、図６に示す芯金１５（１５ａが前記小径部９に対応し、１５ｂが大径部１１に対応し、１５ｃが急テーパ部１３に対応する）に対し、図中、１７〜３３で示すプリプレグシートを順次巻回した後、テーピングによる締め付け，加熱硬化，芯金１５の除去，テープの除去，研磨等の工程を経て製造したもので、図５に示す各プリプレグシート１７〜３３の線方向は強化繊維の繊維方向を示している。
【特許文献１】特許第３７１８５５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、斯様にシャフト３の中間部にテーパ変化が大きい急テーパ部１３を形成する場合、急テーパ部１３は外形変化が大きいため、芯金１５への前記プリプレグシート１９〜２７の巻回時に、前記テーパ部１５ｃの領域でプリプレグシート１９〜２７が周方向に引っ張られて強化繊維に捩れや蛇行が発生し、シャフト３に強度的な不具合が発生してしまう虞があった。
【０００７】
本発明は斯かる実情に鑑み案出されたもので、上述の如くシャフトのヘッド側とグリップ側の中間部に急テーパ部を設けるに当たり、該急テーパ部領域での強化繊維の捩れや蛇行を防止したシャフトとその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
斯かる目的を達成するため、請求項１に係る発明は、先細テーパ状の芯金に強化繊維に合成樹脂を含浸したプリプレグシートを巻回して形成され、ヘッド側の小径部とグリップ側の大径部との間にテーパの変化が大きい急テーパ部が設けられたシャフトであって、前記芯金の軸方向に対し±３５°以上±５５°以下の角度で強化繊維を傾斜させたプリプレグシートを巻回，積層したバイアス層と、強化繊維を前記軸方向に引き揃えた複数枚のプリプレグシートを巻回，積層したストレート層とでシャフト本体層が形成され、前記ストレート層を形成する前記プリプレグシートは、夫々、１枚毎の巻回数が２層未満の幅に形成され、且つ前記急テーパ部領域に対応してプリプレグシートの幅が幅広になる部分に長手方向の切り込みが入れられて前記急テーパ部を形成していることを特徴とする。
【０００９】
そして、請求項２に係る発明は、請求項１に記載のシャフトに於て、前記シャフト本体層のストレート層は、前記切り込みが入れられて１枚のプリプレグシートの巻回数が前記急テーパ部領域で１．０未満で途切れた部分を有し、巻回数が１．０未満で途切れた該部分は、ストレート層を形成する内側または外側のプリプレグシートの前記切り込みのない位置で積層されていることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載のシャフトに於て、前記シャフト本体層のストレート層は、複数枚の前記プリプレグシートの周方向の端部位置を夫々円周方向にずらし、且つ相対的に厚さの厚いプリプレグシートを周方向の対向する位置に配置して巻回，積層されていることを特徴とする。
【００１１】
更に、請求項４に係る発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のシャフトに於て、前記シャフト本体層に、前記芯金の周方向に強化繊維を引き揃えた厚さが０．０４ｍｍ以下のプリプレグシートを巻回，積層して周方向層が形成されると共に、シャフト本体層の先部に強化繊維を芯金の軸方向に引き揃えたプリプレグシートを巻回，積層して補強層が形成されて、成形重量が５０グラム以下とされていることを特徴とする。
【００１２】
更にまた、請求項５に係る発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のシャフトに於て、前記急テーパ部の外側に、ストレート層より薄肉なプリプレグシートを巻回した補強層が形成され、該補強層の一部が研磨除去されていることを特徴とする。
【００１３】
一方、請求項６に係る発明は、先細テーパ状の芯金に対し±３５°以上±５５°以下の角度で強化繊維を傾斜させたプリプレグシートと、強化繊維を前記軸方向に引き揃えた複数枚のプリプレグシートを巻回，積層して、ヘッド側の小径部とグリップ側の大径部との間にテーパの変化が大きい急テーパ部を有するシャフト本体層を形成するシャフトの製造方法であって、強化繊維を軸方向に引き揃えた複数枚の前記プリプレグシートを、夫々、１枚毎の巻回数が２層未満の幅に設定し、且つ前記急テーパ部領域に対応して該プリプレグシートを夫々幅広に形成して幅が幅広になる部分に長手方向の切り込みを入れ、これらを巻回，積層して前記急テーパ部を有するシャフト本体層のストレート層を形成することを特徴とする。
【００１４】
そして、請求項７に係る発明は、請求項６に記載のシャフトの製造方法に於て、強化繊維を軸方向に引き揃えた前記プリプレグシートに、前記切り込みが入れられて巻回数が前記急テーパ部領域で１．０未満で途切れた部分を形成し、巻回数が１．０未満で途切れた該部分を、内側または外側のプリプレグシートの前記切り込みのない位置に巻回，積層させることを特徴とする。
【００１５】
また、請求項８に係る発明は、請求項６または請求項７に記載のシャフトの製造方法に於て、強化繊維を前記軸方向に引き揃えた前記プリプレグシートの周方向の端部位置を夫々円周方向にずらし、且つ相対的に厚さの厚いプリプレグシートを周方向の対向する位置に配置して巻回，積層することを特徴とし、請求項９に係る発明は、請求項６乃至請求項８のいずれか１項に記載のシャフトの製造方法に於て、前記シャフト本体層に、前記芯金の周方向に強化繊維を引き揃えた厚さが０．０４ｍｍ以下のプリプレグシートを巻回，積層して周方向層を形成すると共に、シャフト本体層の先部に強化繊維を芯金の軸方向に引き揃えたプリプレグシートを巻回，積層して補強層を形成し、成形重量を５０グラム以下とすることを特徴とする。
【００１６】
そして、請求項１０に係る発明は、請求項６乃至請求項９のいずれか１項に記載のシャフトの製造方法に於て、前記急テーパ部の外側に、前記ストレート層より薄肉なプリプレグシートを巻回して補強層を形成した後、該補強層の一部を研磨除去することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１に係る発明によれば、シャフトに急テーパ部を設けた際に、急テーパ部領域での強化繊維の捩れや蛇行等が防止できるため、シャフトの強度的な不具合が発生することがない利点を有する。
【００１８】
そして、請求項２に係る発明によれば、シャフトの急テーパ部に必要最小限のプリプレグシートを効果的に積層できるため、より一層の軽量化，強度の向上，安定化が図れ、請求項３に係る発明によれば、偏肉や強度，曲げ剛性のバラツキがなくなって方向性の少ないシャフトを提供することが可能となる。
【００１９】
また、請求項４に係る発明によれば、周方向層や補強層を形成することで、シャフト本体層のストレート層等を形成するプリプレグシートの薄肉化が図れるため、軽量，高強度のシャフトとすることができる。
【００２０】
更に、請求項５に係る発明によれば、補強層の一部を残し一部を研磨除去したので、形状が変化する部分の強度を向上，安定化できると共に、急テーパ部が補強層でカバーされるため、シャフトに衝撃的な負荷が作用しても強化繊維の端部からの剥離や層間剥離を防止することができ、耐久性，信頼性に優れたシャフトとすることができる。
【００２１】
そして、請求項６乃至請求項１０に係る製造方法によれば、前記利点を有するシャフトを容易に製造することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２３】
図１は請求項１，請求項３及び請求項４の一実施形態に係るシャフトを用いたウッドのゴルフクラブを示し、強化繊維に合成樹脂を含浸したプリプレグシートを巻回して形成されたシャフト３５の先端にヘッド３７が取り付き、シャフト３５の後端側にグリップ３９が取り付いてゴルフクラブ４１が形成されている。そして、図２に示すようにシャフト３５は、グリップ３９側からヘッド３７側に向って縮径する比較的緩いテーパを有する小径部４３がヘッド３７側に形成され、グリップ３９側からヘッド３７側に向って縮径する比較的緩いテーパを有する大径部４５がグリップ３９側に形成されて、前記小径部４３と大径部４５との中間部に前記テーパよりテーパの変化が大きい急テーパ部４７が設けられている。
【００２４】
尚、ここで「比較的緩いテーパ」とはストレート形状を含む意味であり、具体的には０／１０００〜５／１０００ｍｍである。また、「急テーパ部」とは前後のテーパとの差が２０〜２５／１０００ｍｍ以上ある、テーパ変化の大きい領域を意味する。
【００２５】
図２は前記シャフト３５の断面図を示し、図中、Ａ〜Ｅがシャフト３５の全長，Ａ〜Ｃが小径部４３，Ｃ〜Ｄが急テーパ部４７，Ｄ〜Ｅが大径部４５を示しており、Ａ〜Ｂは前記ヘッド３７を固定する固定部に相当し、該固定部Ａ〜Ｂは小径部４３の他の部位に比し厚肉に形成されている。そして、本実施形態に於て、前記小径部４３のテーパは約４／１０００ｍｍ，急テーパ部４７のテーパは約４５／１０００ｍｍ，大径部４５のテーパは約５／１０００ｍｍに設定されている。
【００２６】
而して、前記シャフト３５は、請求項６，請求項８及び請求項９に係る発明方法の一実施形態によって以下の如く製造される。
【００２７】
図３は前記シャフト３５の製造工程を示し、図中、４９は芯金で、以下に記述するように該芯金４９にプリプレグシート５１〜７１を巻回した後、従来と同様、テーピングによる締め付け，加熱硬化，芯金除去，テープの除去，研磨等の工程を経てシャフト３５が製造される。
【００２８】
そして、前記芯金４９に於て、符号７３で示す小径部がシャフト３５の小径部４３に対応し、符号７５で示す大径部がシャフト３５の大径部４５に対応し、符号７７で示すテーパ部がシャフト３５の急テーパ部４７に対応する。この場合、図示するように芯金４９の大径部７５にストレート部７９を形成しておいてもよく、図中、符号８１の先端部は、先端補強用の補助プリプレグシート５１，７１が巻回される領域である。そして、該先端部８１が前記ヘッド３７を固定する固定部Ａ〜Ｂに対応し、該先端部８１にも緩やかなテーパ部８３が形成されている。
【００２９】
また、図３に於て、各プリプレグシート５１〜７１の線方向は強化繊維８５の繊維方向を示しており、シャフト３５の軸長方向全体を構成するシャフト本体層はプリプレグシート５５〜６９で形成され、ヘッド３７を固定する前記固定部Ａ〜Ｂには、更に補助プリプレグシート５１，７１を巻回して補強層が更に設けられている。
【００３０】
以下、シャフト３５の製造方法を説明する。
［第１工程］
まず、芯金４９の先端部８１に補助プリプレグシート５１を巻回して、シャフト３５の小径部４３の先端に補強層を形成する。
【００３１】
前記補助プリプレグシート５１は、芯金４９の軸方向に引き揃えたカーボン繊維等の強化繊維８５に、エポキシやポリエステル等の合成樹脂からなるマトリックスを含浸したもので、後端側に前記芯金４９のテーパ部８３の長さと一致させて傾斜部５１ａが形成された平面視台形形状に裁断され、先端側で２〜４プライ，後端側で同じく２〜４プライ程となるように形成されている。そして、樹脂含有率２８〜３６重量％，厚さ０．０８〜０．１６ｍｍである。
【００３２】
尚、前記補助プリプレグシート５１を複数に分割したり、厚さや強化繊維の方向を異ならせたプリプレグシートを巻回してもよい。
【００３３】
そして、斯様に補助プリプレグシート５１を複数枚にする場合、芯金４９に巻回するに当たり、シャフト３５の偏肉を防止するため、補助プリプレグシートの周方向の端部位置を、夫々、芯金４９の円周方向にずらして巻回する。例えば、２枚の場合は１８０°、３枚の場合は１２０°ずらして巻回する。
［第２工程］
次に、シャフト３５のねじりトルクを向上させるため、一例として芯金４９の軸方向に対し強化繊維８５の繊維方向を±４５°の２方向に傾斜させた２枚のプリプレグシート５５ａ，５５ｂを重ねたプリプレグシート５５を芯金４９に巻回して、シャフト３５のバイアス層を形成する。シャフト３５の軸長方向全体を構成するシャフト本体層は、前記バイアス層と後述するストレート層及び周方向層で構成される。尚、強化繊維８５の傾斜角は±３５°以上±５５°以下の範囲で設定する。
【００３４】
前記プリプレグシート５５はシャフト３５の全長と同一寸法で、先端側で２．４〜２．６プライ，後端側で１．９〜２．１プライ程となるように平面視台形形状に裁断されており、樹脂含有率２０〜３０重量％，厚さ０．０８〜０．１５ｍｍである。
［第３工程］
次に、前記プリプレグシート５５の外周に、強化繊維８５を軸方向に引き揃えた樹脂含有率１８〜２８重量％，厚さ０．０８〜０．１５ｍｍのプリプレグシート５７を、芯金４９の略中央よりやや前側から後端側に巻回する。
【００３５】
前記プリプレグシート５７はシャフト３５の全長よりも短寸で、先端側で１プライ，後端側で１．０３プライ程度となるよう裁断されている。そして、前記テーパ部７７（急テーパ部４７領域）に対応して幅広な幅広部５７ａが設けられており、該幅広部５７ａは、テーパ部７７の長さと一致させた傾斜部５７ｂを有する平面視三角形状とされている。
【００３６】
そして、本実施形態は、前記幅広部５７ａの幅が幅広になる部分に、直線状の切り込み８７を長手方向に入れたことを特徴とする。
［第４工程］
次に、芯金４９に巻回した前記プリプレグシート５７の先端側と重なるように、芯金４９の周方向に強化繊維８５を引き揃えたプリプレグシート５９を巻回する。
【００３７】
プリプレグシート５９は、先端側で１．１０プライ，後端側で１．１０プライ程度となるよう裁断され、樹脂含有率３３〜５０重量％，厚さ０．０２〜０．０４ｍｍとされている。
【００３８】
このように周方向に強化繊維８５を引き揃えた前記プリプレグシート５９を巻回することで、潰れ方向に対するシャフト３５の強度を向上させることができ、また、既述したように前記プリプレグシート５５を巻回することで、捻れ方向に対するシャフト３５の強度を向上させることができる。
［第５工程］
この後、強化繊維８５を軸方向に引き揃えた樹脂含有率１８〜２８重量％で、厚さが夫々０．０８〜０．１５ｍｍの範囲で、例えば０．１０ｍｍ，０．１０ｍｍ，０．０８ｍｍの肉厚からなる３枚のプリプレグシート６１，６３，６５を芯金４９に巻回する。これらのプリプレグシート６１，６３，６５は、後述するプリプレグシート６９と共にシャフト３５のストレート層を形成するもので、夫々、先端側で１．０〜１．１プライ、後端側で１．０〜１．１プライとなるように裁断されている。
【００３９】
そして、前記プリプレグシート５７と同様、これらのプリプレグシート６１，６３，６５にも、前記テーパ部７７（急テーパ部４７領域）に対応して幅広な幅広部６１ａ，６３ａ，６５ａが設けられており、前記幅広部５７ａと同様、これらの幅広部６１ａ，６３ａ，６５ａは、テーパ部７７の長さと一致させた傾斜部６１ｂ，６３ｂ，６５ｂを有する平面視三角形状とされている。そして、これらのプリプレグシート６１，６３，６５にも、前記幅広部６１ａ，６３ａ，６５ａの幅が幅広になる部分に、直線状の切り込み８７が長手方向に入れられている。
【００４０】
尚、前記プリプレグシート５７，６１，６３，６５及び後述するプリプレグシート６９を巻回するに当たり、ストレート層の偏肉を防止し、強度や曲げ剛性のバラツキをなくし方向性の少ないシャフト３５を製造するため、プリプレグシート５７，６１，６３，６５，６９の周方向の端部位置を夫々円周方向にずらし、且つ相対的に厚さの厚いプリプレグシートを周方向の対向する位置に配置して巻回，積層する。このように強化繊維８５の引き揃え方向が同じプリプレグ５７，６１，６３，６５，６９を重ねて（同じ位置の層近くに）巻回することで、十分な層間強度が得られる。
［第６工程］
次に、前記グリップ３９が装着される部位に、周方向に強化繊維８５を引き揃えたプリプレグシート６７を巻回する。このプリプレグシート６７はグリップ３９が装着される部位に潰れ方向に対する強度を持たせる周方向層を形成するもので、樹脂含有率３３〜５０重量％、厚さ０．０２〜０．０４ｍｍに設定され、先端側で１．０５プライ，後端側で１．００プライ程となるように裁断されている。
［第７工程］
この後、強化繊維６３を軸方向に引き揃えた樹脂含有率１８〜２８重量％，厚さ０．０８〜０．１５ｍｍの範囲で、例えば０．１２ｍｍのプリプレグシート６９を芯金４９に巻回する。
【００４１】
既述したようにこのプリプレグシート６９はシャフト３５のシャフト本体層を形成するもので、前記プリプレグシート６１，６３，６５と同様、テーパ部７７（急テーパ部４７領域）に対応して幅広な幅広部６９ａが設けられており、該幅広部６９ａも、テーパ部７７の長さと一致させた傾斜部６９ｂを有する平面視三角形状とされている。そして、該幅広部６９ａの幅が幅広になる部分に、直線状の切り込み８７が長手方向に入れられている。
［第８工程］
そして、芯金４９の先端部８１に、強化繊維８５を軸方向に引き揃えた平面視三角形状の補助プリプレグシート７１を巻回する。
【００４２】
この補助プリプレグシート７１は、ヘッド３７を装着するシャフト３５の先端に補強層を形成するもので、樹脂含有率２８〜３６重量％，厚さ０．０８〜０．１６ｍｍに設定され、先端側で４．３０プライ，後端側で０．００プライとなるように裁断されている。
［第９工程］
そして、これらの外周を緊締テープで緊縛して熱硬化処理を行った後、芯金４９を引き抜き緊締テープを剥離してその外周を研磨することで、成形重量が５０グラム以下のシャフト３５が製造される。
【００４３】
このように、前記［第１工程］〜［第９工程］を経てシャフト３５が製造され、シャフト３５に急テーパ部４７がある構成の場合、上述したように芯金４９のテーパ部７７に対応して前記プリプレグシート５７，６１，６３，６５，６９に幅広部５７ａ，６１ａ，６３ａ，６５ａ，６９ａを設けて前記急テーパ部４７を形成するが、該幅広部５７ａ，６１ａ，６３ａ，６５ａ，６９ａをプリプレグシート５７，６１，６３，６５，６９に一体化した構成にしてしまうと、急テーパ部４７は外形変化が大きいため、図５及び図６で既述した従来例と同様、プリプレグシート５７，６１，６３，６５，６９の巻回時にテーパ部７７の領域でプリプレグシート５７，６１，６３，６５，６９が周方向に引っ張られて強化繊維８５に捩れや蛇行が生じてしまう。
【００４４】
しかし、既述したように本実施形態は、各幅広部５７ａ，６１ａ，６３ａ，６５ａ，６９ａの幅が幅広になる部分に長手方向の切り込み８７を入れて、各幅広部５７ａ，６１ａ，６３ａ，６５ａ，６９ａをその周方向のプリプレグシート５７，６１，６３，６５，６９部分と分離したため、これらを周方向に連続状に巻回した場合、幅広部５７ａ，６１ａ，６３ａ，６５ａ，６９ａが周方向に引っ張られることがなく、強化繊維８５に捩れや蛇行が生じることがない。
【００４５】
従って、本実施形態に係る製造方法によれば、プリプレグシート５７，６１，６３，６５，６９を巻回して前記急テーパ部４７を形成するに当たり、急テーパ部４７領域での強化繊維８５の捩れや蛇行等の発生を防止することができ、斯かる製造方法によって製造されたシャフト３５によれば、急テーパ部４７領域での強化繊維８５の捩れや蛇行等がないため、シャフト３５の強度的な不具合が発生することがない利点を有する。
【００４６】
而も、本実施形態は、プリプレグシート５７，６１，６３，６５，６９を巻回するに当たり、プリプレグシート５７，６１，６３，６５，６９の周方向の端部位置を夫々円周方向にずらし、且つ相対的に厚さの厚いプリプレグシートを周方向の対向する位置に配置して巻回，積層したため、偏肉や強度，曲げ剛性のバラツキがなくなって方向性の少ないシャフト３５を提供することが可能となった。
【００４７】
更に、本実施形態に係るシャフト３５とその製造方法は、厚さが０．０４ｍｍ以下の前記プリプレグシート５９，６７を巻回，積層して周方向層を形成すると共に、シャフト本体層の先部に前記補助プリプレグシート５１，７１を巻回，積層して補強層を形成したので、シャフト本体層のストレート層やバイアス層を形成するその他のプリプレグシート５５，５７，６１，６３，６５，６９の薄肉化が図れるため、これらシャフト本体層と周方向層，補強層の成形重量が５０グラム以下というシャフト３５の軽量化が図れる利点を有する。
【００４８】
図４は、図示しない請求項１乃至請求項５に係るシャフトを製造する請求項６乃至請求項１０の一実施形態に係る発明方法の製造工程を示す。
【００４９】
図４に示すように本実施形態は、前記実施形態のプリプレグシート５７，５９，６７に代え、テーパ部７７の最外周に、シャフトのストレート層より薄肉な補助プリプレグシート８９を巻回して補強層を形成した後、該補強層の一部を研磨除去すると共に、前記切り込みと幅広部の形状を変更したものである。
【００５０】
即ち、先ず、図示するように前記補助プリプレグシート８９は強化繊維８５を芯金４９の軸方向と周方向に交叉させて引き揃えたもので、樹脂含有率３５〜６５重量％，厚さ０．０２〜０．０４ｍｍに設定され、先端側で１〜２プライ，後端側で１〜４プライとなるように裁断されている。
【００５１】
そして、後述するプリプレグシート６１，６３，６５を巻回した後、テーパ部７７の最外周に前記補助プリプレグシート８９を巻回して補強層を形成することでシャフトの強度アップを図ると同時に、該補強層の一部を研磨除去してシャフトのシャフトの軽量化を図っている。
【００５２】
また、シャフトのストレート層は図示する４枚のプリプレグシート６１-1，６３-1，６５-1，６９-1で形成されるが、既述したように前記実施形態では、プリプレグシート６１，６３，６５，６９にテーパ部７７の長さと一致させた傾斜部６１ｂ，６３ｂ，６５ｂ，６９ｂを有する平面視三角形状の前記幅広部６１ａ，６３ａ，６５ａ，６９ａを設けて、各幅広部６１ａ，６３ａ，６５ａ，６９ａの幅が幅広になる部分に直線状の切り込み８７を長手方向に入れた構成を採用した。
【００５３】
これに対し、本実施形態は、直線状の切り込みに代え、二点鎖線で示すように平面視三角形状の切り込み９１を入れて、長手方向に突出する平面視三角形状の幅広部６１ａ-1，６３ａ-1，６５ａ-1，６９ａ-1を各プリプレグシート６１-1，６３-1，６５-1，６９-1に設けたもので、これらの幅広部６１ａ-1，６３ａ-1，６５ａ-1，６９ａ-1はテーパ部７７の長さよりも短くテーパ部７７での巻回数が１．０未満とされている。そして、芯金４９への巻回時に、ストレート層を形成する内側または外側のプリプレグシート６１-1，６３-1，６５-1，６９-1の前記切り込み９１のない位置で積層する。
【００５４】
また、本実施形態も、プリプレグシート６１-1，６３-1，６５-1，６９-1を巻回するに当たり、ストレート層の偏肉を防止し、強度や曲げ剛性のバラツキをなくし方向性の少ないシャフトを製造するため、各プリプレグシート６１-1，６３-1，６５-1，６９-1の周方向の端部位置を夫々円周方向にずらし、且つ相対的に厚さの厚いプリプレグシートを周方向の対向する位置に配置して巻回，積層する。
【００５５】
尚、その他のシャフトの構造と製造方法は前記実施形態と同一であるため、前記実施形態と同一のものには同一符号を以って表示し、それらの説明は省略する。
【００５６】
而して、本実施形態に係るシャフトと製造方法によっても、前記実施形態と同様、所期の目的を達成することができることは勿論、既述したように平面視三角形状の切り込み９１を入れて、長手方向に突出する平面視三角形状の幅広部６１ａ-1，６３ａ-1，６５ａ-1，６９ａ-1を各プリプレグシート６１-1，６３-1，６５-1，６９-1に設けることで、シャフトの急テーパ部に必要最小限のプリプレグシート６１-1，６３-1，６５-1，６９-1（幅広部６１ａ-1，６３ａ-1，６５ａ-1，６９ａ-1）を効果的に積層でき、より一層の軽量化，強度の向上，安定化が図れる利点を有する。
【００５７】
また、本実施形態は、前記補助プリプレグシート８９で形成した補強層の一部を残し一部を研磨除去したので、形状が変化する部分の強度を向上，安定化できると共に、急テーパ部が補強層でカバーされるため、シャフトに衝撃的な負荷が作用しても強化繊維８５の端部からの剥離や層間剥離を防止することができ、耐久性，信頼性に優れたシャフトとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】請求項１，請求項３及び請求項４の一実施形態に係るシャフトを用いたウッドのゴルフクラブの全体斜視図である。
【図２】シャフトの断面図である。
【図３】シャフトの製造工程図である。
【図４】シャフトの製造工程図である。
【図５】従来のゴルフクラブの全体斜視図である。
【図６】図５に示すゴルフクラブに用いたシャフトの製造工程の説明図である。
【符号の説明】
【００５９】
３５ シャフト
３７ ヘッド
３９ グリップ
４１ ゴルフクラブ
４３，７３ 小径部
４５，７５ 大径部
４７ 急テーパ部
４９ 芯金
５１，７１，８９ 補助プリプレグシート
５５，５７，５９，６１，６１-1，６３，６３-1，６５，６５-1，６７，６９，６９-1 プリプレグシート
５７ａ，６１ａ，６１ａ-1，６３ａ，６３-1ａ，６５ａ，６５ａ-1，６９ａ，６９ａ-1 幅広部
７７ テーパ部
８５ 強化繊維
８７，９１ 切り込み
【技術分野】
【０００１】
本発明は、強化繊維に合成樹脂を含浸した繊維強化プリプレグシートからなるゴルフクラブシャフトとその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日、カーボン繊維やガラス繊維，ボロン繊維等の強化繊維に、エポキシやポリエステル等の合成樹脂からなるマトリックスを含浸した繊維強化プリプレグシート（以下、「プリプレグシート」という）で形成したゴルフクラブシャフト（以下、「シャフト」という）が広く知られている。
【０００３】
而して、この種のシャフトは比強度，比剛性に優れるが、強化繊維の方向や積層条件によって物性が大きく変化し、また、シャフトの形状や肉厚によっても物性が大きく変化するため、軽量で振り抜き易く、飛距離が出せるという課題を達成するため、従来、様々な提案がなされている。
【０００４】
図５は特許文献１に開示されたゴルフクラブを示し、この従来例は、振り抜き易く軽量で強度やバランスに優れ、握り易く飛距離が伸びるゴルフクラブ１を提供することを目的として、シャフト３のグリップ５側からヘッド７側に向って縮径する比較的緩いテーパを有する小径部９をヘッド７側に設け、グリップ５側からヘッド７側に向って縮径する比較的緩いテーパを有する大径部１１をグリップ５側に設けると共に、小径部９と大径部１１との中間部に前記テーパよりテーパの変化が大きい急テーパ部１３を設けたもので、斯様にシャフト３の中間部に急テーパ部１３を設けることによって、前記目的を達成できることは勿論、シャフト３全体のバランス調整がし易くなる利点を有している。そして、前記急テーパ部１３のテーパは２０／１０００〜１２０／１０００ｍｍに設定されている。
【０００５】
前記構成のシャフト３は、図６に示す芯金１５（１５ａが前記小径部９に対応し、１５ｂが大径部１１に対応し、１５ｃが急テーパ部１３に対応する）に対し、図中、１７〜３３で示すプリプレグシートを順次巻回した後、テーピングによる締め付け，加熱硬化，芯金１５の除去，テープの除去，研磨等の工程を経て製造したもので、図５に示す各プリプレグシート１７〜３３の線方向は強化繊維の繊維方向を示している。
【特許文献１】特許第３７１８５５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、斯様にシャフト３の中間部にテーパ変化が大きい急テーパ部１３を形成する場合、急テーパ部１３は外形変化が大きいため、芯金１５への前記プリプレグシート１９〜２７の巻回時に、前記テーパ部１５ｃの領域でプリプレグシート１９〜２７が周方向に引っ張られて強化繊維に捩れや蛇行が発生し、シャフト３に強度的な不具合が発生してしまう虞があった。
【０００７】
本発明は斯かる実情に鑑み案出されたもので、上述の如くシャフトのヘッド側とグリップ側の中間部に急テーパ部を設けるに当たり、該急テーパ部領域での強化繊維の捩れや蛇行を防止したシャフトとその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
斯かる目的を達成するため、請求項１に係る発明は、先細テーパ状の芯金に強化繊維に合成樹脂を含浸したプリプレグシートを巻回して形成され、ヘッド側の小径部とグリップ側の大径部との間にテーパの変化が大きい急テーパ部が設けられたシャフトであって、前記芯金の軸方向に対し±３５°以上±５５°以下の角度で強化繊維を傾斜させたプリプレグシートを巻回，積層したバイアス層と、強化繊維を前記軸方向に引き揃えた複数枚のプリプレグシートを巻回，積層したストレート層とでシャフト本体層が形成され、前記ストレート層を形成する前記プリプレグシートは、夫々、１枚毎の巻回数が２層未満の幅に形成され、且つ前記急テーパ部領域に対応してプリプレグシートの幅が幅広になる部分に長手方向の切り込みが入れられて前記急テーパ部を形成していることを特徴とする。
【０００９】
そして、請求項２に係る発明は、請求項１に記載のシャフトに於て、前記シャフト本体層のストレート層は、前記切り込みが入れられて１枚のプリプレグシートの巻回数が前記急テーパ部領域で１．０未満で途切れた部分を有し、巻回数が１．０未満で途切れた該部分は、ストレート層を形成する内側または外側のプリプレグシートの前記切り込みのない位置で積層されていることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載のシャフトに於て、前記シャフト本体層のストレート層は、複数枚の前記プリプレグシートの周方向の端部位置を夫々円周方向にずらし、且つ相対的に厚さの厚いプリプレグシートを周方向の対向する位置に配置して巻回，積層されていることを特徴とする。
【００１１】
更に、請求項４に係る発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のシャフトに於て、前記シャフト本体層に、前記芯金の周方向に強化繊維を引き揃えた厚さが０．０４ｍｍ以下のプリプレグシートを巻回，積層して周方向層が形成されると共に、シャフト本体層の先部に強化繊維を芯金の軸方向に引き揃えたプリプレグシートを巻回，積層して補強層が形成されて、成形重量が５０グラム以下とされていることを特徴とする。
【００１２】
更にまた、請求項５に係る発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のシャフトに於て、前記急テーパ部の外側に、ストレート層より薄肉なプリプレグシートを巻回した補強層が形成され、該補強層の一部が研磨除去されていることを特徴とする。
【００１３】
一方、請求項６に係る発明は、先細テーパ状の芯金に対し±３５°以上±５５°以下の角度で強化繊維を傾斜させたプリプレグシートと、強化繊維を前記軸方向に引き揃えた複数枚のプリプレグシートを巻回，積層して、ヘッド側の小径部とグリップ側の大径部との間にテーパの変化が大きい急テーパ部を有するシャフト本体層を形成するシャフトの製造方法であって、強化繊維を軸方向に引き揃えた複数枚の前記プリプレグシートを、夫々、１枚毎の巻回数が２層未満の幅に設定し、且つ前記急テーパ部領域に対応して該プリプレグシートを夫々幅広に形成して幅が幅広になる部分に長手方向の切り込みを入れ、これらを巻回，積層して前記急テーパ部を有するシャフト本体層のストレート層を形成することを特徴とする。
【００１４】
そして、請求項７に係る発明は、請求項６に記載のシャフトの製造方法に於て、強化繊維を軸方向に引き揃えた前記プリプレグシートに、前記切り込みが入れられて巻回数が前記急テーパ部領域で１．０未満で途切れた部分を形成し、巻回数が１．０未満で途切れた該部分を、内側または外側のプリプレグシートの前記切り込みのない位置に巻回，積層させることを特徴とする。
【００１５】
また、請求項８に係る発明は、請求項６または請求項７に記載のシャフトの製造方法に於て、強化繊維を前記軸方向に引き揃えた前記プリプレグシートの周方向の端部位置を夫々円周方向にずらし、且つ相対的に厚さの厚いプリプレグシートを周方向の対向する位置に配置して巻回，積層することを特徴とし、請求項９に係る発明は、請求項６乃至請求項８のいずれか１項に記載のシャフトの製造方法に於て、前記シャフト本体層に、前記芯金の周方向に強化繊維を引き揃えた厚さが０．０４ｍｍ以下のプリプレグシートを巻回，積層して周方向層を形成すると共に、シャフト本体層の先部に強化繊維を芯金の軸方向に引き揃えたプリプレグシートを巻回，積層して補強層を形成し、成形重量を５０グラム以下とすることを特徴とする。
【００１６】
そして、請求項１０に係る発明は、請求項６乃至請求項９のいずれか１項に記載のシャフトの製造方法に於て、前記急テーパ部の外側に、前記ストレート層より薄肉なプリプレグシートを巻回して補強層を形成した後、該補強層の一部を研磨除去することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１に係る発明によれば、シャフトに急テーパ部を設けた際に、急テーパ部領域での強化繊維の捩れや蛇行等が防止できるため、シャフトの強度的な不具合が発生することがない利点を有する。
【００１８】
そして、請求項２に係る発明によれば、シャフトの急テーパ部に必要最小限のプリプレグシートを効果的に積層できるため、より一層の軽量化，強度の向上，安定化が図れ、請求項３に係る発明によれば、偏肉や強度，曲げ剛性のバラツキがなくなって方向性の少ないシャフトを提供することが可能となる。
【００１９】
また、請求項４に係る発明によれば、周方向層や補強層を形成することで、シャフト本体層のストレート層等を形成するプリプレグシートの薄肉化が図れるため、軽量，高強度のシャフトとすることができる。
【００２０】
更に、請求項５に係る発明によれば、補強層の一部を残し一部を研磨除去したので、形状が変化する部分の強度を向上，安定化できると共に、急テーパ部が補強層でカバーされるため、シャフトに衝撃的な負荷が作用しても強化繊維の端部からの剥離や層間剥離を防止することができ、耐久性，信頼性に優れたシャフトとすることができる。
【００２１】
そして、請求項６乃至請求項１０に係る製造方法によれば、前記利点を有するシャフトを容易に製造することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２３】
図１は請求項１，請求項３及び請求項４の一実施形態に係るシャフトを用いたウッドのゴルフクラブを示し、強化繊維に合成樹脂を含浸したプリプレグシートを巻回して形成されたシャフト３５の先端にヘッド３７が取り付き、シャフト３５の後端側にグリップ３９が取り付いてゴルフクラブ４１が形成されている。そして、図２に示すようにシャフト３５は、グリップ３９側からヘッド３７側に向って縮径する比較的緩いテーパを有する小径部４３がヘッド３７側に形成され、グリップ３９側からヘッド３７側に向って縮径する比較的緩いテーパを有する大径部４５がグリップ３９側に形成されて、前記小径部４３と大径部４５との中間部に前記テーパよりテーパの変化が大きい急テーパ部４７が設けられている。
【００２４】
尚、ここで「比較的緩いテーパ」とはストレート形状を含む意味であり、具体的には０／１０００〜５／１０００ｍｍである。また、「急テーパ部」とは前後のテーパとの差が２０〜２５／１０００ｍｍ以上ある、テーパ変化の大きい領域を意味する。
【００２５】
図２は前記シャフト３５の断面図を示し、図中、Ａ〜Ｅがシャフト３５の全長，Ａ〜Ｃが小径部４３，Ｃ〜Ｄが急テーパ部４７，Ｄ〜Ｅが大径部４５を示しており、Ａ〜Ｂは前記ヘッド３７を固定する固定部に相当し、該固定部Ａ〜Ｂは小径部４３の他の部位に比し厚肉に形成されている。そして、本実施形態に於て、前記小径部４３のテーパは約４／１０００ｍｍ，急テーパ部４７のテーパは約４５／１０００ｍｍ，大径部４５のテーパは約５／１０００ｍｍに設定されている。
【００２６】
而して、前記シャフト３５は、請求項６，請求項８及び請求項９に係る発明方法の一実施形態によって以下の如く製造される。
【００２７】
図３は前記シャフト３５の製造工程を示し、図中、４９は芯金で、以下に記述するように該芯金４９にプリプレグシート５１〜７１を巻回した後、従来と同様、テーピングによる締め付け，加熱硬化，芯金除去，テープの除去，研磨等の工程を経てシャフト３５が製造される。
【００２８】
そして、前記芯金４９に於て、符号７３で示す小径部がシャフト３５の小径部４３に対応し、符号７５で示す大径部がシャフト３５の大径部４５に対応し、符号７７で示すテーパ部がシャフト３５の急テーパ部４７に対応する。この場合、図示するように芯金４９の大径部７５にストレート部７９を形成しておいてもよく、図中、符号８１の先端部は、先端補強用の補助プリプレグシート５１，７１が巻回される領域である。そして、該先端部８１が前記ヘッド３７を固定する固定部Ａ〜Ｂに対応し、該先端部８１にも緩やかなテーパ部８３が形成されている。
【００２９】
また、図３に於て、各プリプレグシート５１〜７１の線方向は強化繊維８５の繊維方向を示しており、シャフト３５の軸長方向全体を構成するシャフト本体層はプリプレグシート５５〜６９で形成され、ヘッド３７を固定する前記固定部Ａ〜Ｂには、更に補助プリプレグシート５１，７１を巻回して補強層が更に設けられている。
【００３０】
以下、シャフト３５の製造方法を説明する。
［第１工程］
まず、芯金４９の先端部８１に補助プリプレグシート５１を巻回して、シャフト３５の小径部４３の先端に補強層を形成する。
【００３１】
前記補助プリプレグシート５１は、芯金４９の軸方向に引き揃えたカーボン繊維等の強化繊維８５に、エポキシやポリエステル等の合成樹脂からなるマトリックスを含浸したもので、後端側に前記芯金４９のテーパ部８３の長さと一致させて傾斜部５１ａが形成された平面視台形形状に裁断され、先端側で２〜４プライ，後端側で同じく２〜４プライ程となるように形成されている。そして、樹脂含有率２８〜３６重量％，厚さ０．０８〜０．１６ｍｍである。
【００３２】
尚、前記補助プリプレグシート５１を複数に分割したり、厚さや強化繊維の方向を異ならせたプリプレグシートを巻回してもよい。
【００３３】
そして、斯様に補助プリプレグシート５１を複数枚にする場合、芯金４９に巻回するに当たり、シャフト３５の偏肉を防止するため、補助プリプレグシートの周方向の端部位置を、夫々、芯金４９の円周方向にずらして巻回する。例えば、２枚の場合は１８０°、３枚の場合は１２０°ずらして巻回する。
［第２工程］
次に、シャフト３５のねじりトルクを向上させるため、一例として芯金４９の軸方向に対し強化繊維８５の繊維方向を±４５°の２方向に傾斜させた２枚のプリプレグシート５５ａ，５５ｂを重ねたプリプレグシート５５を芯金４９に巻回して、シャフト３５のバイアス層を形成する。シャフト３５の軸長方向全体を構成するシャフト本体層は、前記バイアス層と後述するストレート層及び周方向層で構成される。尚、強化繊維８５の傾斜角は±３５°以上±５５°以下の範囲で設定する。
【００３４】
前記プリプレグシート５５はシャフト３５の全長と同一寸法で、先端側で２．４〜２．６プライ，後端側で１．９〜２．１プライ程となるように平面視台形形状に裁断されており、樹脂含有率２０〜３０重量％，厚さ０．０８〜０．１５ｍｍである。
［第３工程］
次に、前記プリプレグシート５５の外周に、強化繊維８５を軸方向に引き揃えた樹脂含有率１８〜２８重量％，厚さ０．０８〜０．１５ｍｍのプリプレグシート５７を、芯金４９の略中央よりやや前側から後端側に巻回する。
【００３５】
前記プリプレグシート５７はシャフト３５の全長よりも短寸で、先端側で１プライ，後端側で１．０３プライ程度となるよう裁断されている。そして、前記テーパ部７７（急テーパ部４７領域）に対応して幅広な幅広部５７ａが設けられており、該幅広部５７ａは、テーパ部７７の長さと一致させた傾斜部５７ｂを有する平面視三角形状とされている。
【００３６】
そして、本実施形態は、前記幅広部５７ａの幅が幅広になる部分に、直線状の切り込み８７を長手方向に入れたことを特徴とする。
［第４工程］
次に、芯金４９に巻回した前記プリプレグシート５７の先端側と重なるように、芯金４９の周方向に強化繊維８５を引き揃えたプリプレグシート５９を巻回する。
【００３７】
プリプレグシート５９は、先端側で１．１０プライ，後端側で１．１０プライ程度となるよう裁断され、樹脂含有率３３〜５０重量％，厚さ０．０２〜０．０４ｍｍとされている。
【００３８】
このように周方向に強化繊維８５を引き揃えた前記プリプレグシート５９を巻回することで、潰れ方向に対するシャフト３５の強度を向上させることができ、また、既述したように前記プリプレグシート５５を巻回することで、捻れ方向に対するシャフト３５の強度を向上させることができる。
［第５工程］
この後、強化繊維８５を軸方向に引き揃えた樹脂含有率１８〜２８重量％で、厚さが夫々０．０８〜０．１５ｍｍの範囲で、例えば０．１０ｍｍ，０．１０ｍｍ，０．０８ｍｍの肉厚からなる３枚のプリプレグシート６１，６３，６５を芯金４９に巻回する。これらのプリプレグシート６１，６３，６５は、後述するプリプレグシート６９と共にシャフト３５のストレート層を形成するもので、夫々、先端側で１．０〜１．１プライ、後端側で１．０〜１．１プライとなるように裁断されている。
【００３９】
そして、前記プリプレグシート５７と同様、これらのプリプレグシート６１，６３，６５にも、前記テーパ部７７（急テーパ部４７領域）に対応して幅広な幅広部６１ａ，６３ａ，６５ａが設けられており、前記幅広部５７ａと同様、これらの幅広部６１ａ，６３ａ，６５ａは、テーパ部７７の長さと一致させた傾斜部６１ｂ，６３ｂ，６５ｂを有する平面視三角形状とされている。そして、これらのプリプレグシート６１，６３，６５にも、前記幅広部６１ａ，６３ａ，６５ａの幅が幅広になる部分に、直線状の切り込み８７が長手方向に入れられている。
【００４０】
尚、前記プリプレグシート５７，６１，６３，６５及び後述するプリプレグシート６９を巻回するに当たり、ストレート層の偏肉を防止し、強度や曲げ剛性のバラツキをなくし方向性の少ないシャフト３５を製造するため、プリプレグシート５７，６１，６３，６５，６９の周方向の端部位置を夫々円周方向にずらし、且つ相対的に厚さの厚いプリプレグシートを周方向の対向する位置に配置して巻回，積層する。このように強化繊維８５の引き揃え方向が同じプリプレグ５７，６１，６３，６５，６９を重ねて（同じ位置の層近くに）巻回することで、十分な層間強度が得られる。
［第６工程］
次に、前記グリップ３９が装着される部位に、周方向に強化繊維８５を引き揃えたプリプレグシート６７を巻回する。このプリプレグシート６７はグリップ３９が装着される部位に潰れ方向に対する強度を持たせる周方向層を形成するもので、樹脂含有率３３〜５０重量％、厚さ０．０２〜０．０４ｍｍに設定され、先端側で１．０５プライ，後端側で１．００プライ程となるように裁断されている。
［第７工程］
この後、強化繊維６３を軸方向に引き揃えた樹脂含有率１８〜２８重量％，厚さ０．０８〜０．１５ｍｍの範囲で、例えば０．１２ｍｍのプリプレグシート６９を芯金４９に巻回する。
【００４１】
既述したようにこのプリプレグシート６９はシャフト３５のシャフト本体層を形成するもので、前記プリプレグシート６１，６３，６５と同様、テーパ部７７（急テーパ部４７領域）に対応して幅広な幅広部６９ａが設けられており、該幅広部６９ａも、テーパ部７７の長さと一致させた傾斜部６９ｂを有する平面視三角形状とされている。そして、該幅広部６９ａの幅が幅広になる部分に、直線状の切り込み８７が長手方向に入れられている。
［第８工程］
そして、芯金４９の先端部８１に、強化繊維８５を軸方向に引き揃えた平面視三角形状の補助プリプレグシート７１を巻回する。
【００４２】
この補助プリプレグシート７１は、ヘッド３７を装着するシャフト３５の先端に補強層を形成するもので、樹脂含有率２８〜３６重量％，厚さ０．０８〜０．１６ｍｍに設定され、先端側で４．３０プライ，後端側で０．００プライとなるように裁断されている。
［第９工程］
そして、これらの外周を緊締テープで緊縛して熱硬化処理を行った後、芯金４９を引き抜き緊締テープを剥離してその外周を研磨することで、成形重量が５０グラム以下のシャフト３５が製造される。
【００４３】
このように、前記［第１工程］〜［第９工程］を経てシャフト３５が製造され、シャフト３５に急テーパ部４７がある構成の場合、上述したように芯金４９のテーパ部７７に対応して前記プリプレグシート５７，６１，６３，６５，６９に幅広部５７ａ，６１ａ，６３ａ，６５ａ，６９ａを設けて前記急テーパ部４７を形成するが、該幅広部５７ａ，６１ａ，６３ａ，６５ａ，６９ａをプリプレグシート５７，６１，６３，６５，６９に一体化した構成にしてしまうと、急テーパ部４７は外形変化が大きいため、図５及び図６で既述した従来例と同様、プリプレグシート５７，６１，６３，６５，６９の巻回時にテーパ部７７の領域でプリプレグシート５７，６１，６３，６５，６９が周方向に引っ張られて強化繊維８５に捩れや蛇行が生じてしまう。
【００４４】
しかし、既述したように本実施形態は、各幅広部５７ａ，６１ａ，６３ａ，６５ａ，６９ａの幅が幅広になる部分に長手方向の切り込み８７を入れて、各幅広部５７ａ，６１ａ，６３ａ，６５ａ，６９ａをその周方向のプリプレグシート５７，６１，６３，６５，６９部分と分離したため、これらを周方向に連続状に巻回した場合、幅広部５７ａ，６１ａ，６３ａ，６５ａ，６９ａが周方向に引っ張られることがなく、強化繊維８５に捩れや蛇行が生じることがない。
【００４５】
従って、本実施形態に係る製造方法によれば、プリプレグシート５７，６１，６３，６５，６９を巻回して前記急テーパ部４７を形成するに当たり、急テーパ部４７領域での強化繊維８５の捩れや蛇行等の発生を防止することができ、斯かる製造方法によって製造されたシャフト３５によれば、急テーパ部４７領域での強化繊維８５の捩れや蛇行等がないため、シャフト３５の強度的な不具合が発生することがない利点を有する。
【００４６】
而も、本実施形態は、プリプレグシート５７，６１，６３，６５，６９を巻回するに当たり、プリプレグシート５７，６１，６３，６５，６９の周方向の端部位置を夫々円周方向にずらし、且つ相対的に厚さの厚いプリプレグシートを周方向の対向する位置に配置して巻回，積層したため、偏肉や強度，曲げ剛性のバラツキがなくなって方向性の少ないシャフト３５を提供することが可能となった。
【００４７】
更に、本実施形態に係るシャフト３５とその製造方法は、厚さが０．０４ｍｍ以下の前記プリプレグシート５９，６７を巻回，積層して周方向層を形成すると共に、シャフト本体層の先部に前記補助プリプレグシート５１，７１を巻回，積層して補強層を形成したので、シャフト本体層のストレート層やバイアス層を形成するその他のプリプレグシート５５，５７，６１，６３，６５，６９の薄肉化が図れるため、これらシャフト本体層と周方向層，補強層の成形重量が５０グラム以下というシャフト３５の軽量化が図れる利点を有する。
【００４８】
図４は、図示しない請求項１乃至請求項５に係るシャフトを製造する請求項６乃至請求項１０の一実施形態に係る発明方法の製造工程を示す。
【００４９】
図４に示すように本実施形態は、前記実施形態のプリプレグシート５７，５９，６７に代え、テーパ部７７の最外周に、シャフトのストレート層より薄肉な補助プリプレグシート８９を巻回して補強層を形成した後、該補強層の一部を研磨除去すると共に、前記切り込みと幅広部の形状を変更したものである。
【００５０】
即ち、先ず、図示するように前記補助プリプレグシート８９は強化繊維８５を芯金４９の軸方向と周方向に交叉させて引き揃えたもので、樹脂含有率３５〜６５重量％，厚さ０．０２〜０．０４ｍｍに設定され、先端側で１〜２プライ，後端側で１〜４プライとなるように裁断されている。
【００５１】
そして、後述するプリプレグシート６１，６３，６５を巻回した後、テーパ部７７の最外周に前記補助プリプレグシート８９を巻回して補強層を形成することでシャフトの強度アップを図ると同時に、該補強層の一部を研磨除去してシャフトのシャフトの軽量化を図っている。
【００５２】
また、シャフトのストレート層は図示する４枚のプリプレグシート６１-1，６３-1，６５-1，６９-1で形成されるが、既述したように前記実施形態では、プリプレグシート６１，６３，６５，６９にテーパ部７７の長さと一致させた傾斜部６１ｂ，６３ｂ，６５ｂ，６９ｂを有する平面視三角形状の前記幅広部６１ａ，６３ａ，６５ａ，６９ａを設けて、各幅広部６１ａ，６３ａ，６５ａ，６９ａの幅が幅広になる部分に直線状の切り込み８７を長手方向に入れた構成を採用した。
【００５３】
これに対し、本実施形態は、直線状の切り込みに代え、二点鎖線で示すように平面視三角形状の切り込み９１を入れて、長手方向に突出する平面視三角形状の幅広部６１ａ-1，６３ａ-1，６５ａ-1，６９ａ-1を各プリプレグシート６１-1，６３-1，６５-1，６９-1に設けたもので、これらの幅広部６１ａ-1，６３ａ-1，６５ａ-1，６９ａ-1はテーパ部７７の長さよりも短くテーパ部７７での巻回数が１．０未満とされている。そして、芯金４９への巻回時に、ストレート層を形成する内側または外側のプリプレグシート６１-1，６３-1，６５-1，６９-1の前記切り込み９１のない位置で積層する。
【００５４】
また、本実施形態も、プリプレグシート６１-1，６３-1，６５-1，６９-1を巻回するに当たり、ストレート層の偏肉を防止し、強度や曲げ剛性のバラツキをなくし方向性の少ないシャフトを製造するため、各プリプレグシート６１-1，６３-1，６５-1，６９-1の周方向の端部位置を夫々円周方向にずらし、且つ相対的に厚さの厚いプリプレグシートを周方向の対向する位置に配置して巻回，積層する。
【００５５】
尚、その他のシャフトの構造と製造方法は前記実施形態と同一であるため、前記実施形態と同一のものには同一符号を以って表示し、それらの説明は省略する。
【００５６】
而して、本実施形態に係るシャフトと製造方法によっても、前記実施形態と同様、所期の目的を達成することができることは勿論、既述したように平面視三角形状の切り込み９１を入れて、長手方向に突出する平面視三角形状の幅広部６１ａ-1，６３ａ-1，６５ａ-1，６９ａ-1を各プリプレグシート６１-1，６３-1，６５-1，６９-1に設けることで、シャフトの急テーパ部に必要最小限のプリプレグシート６１-1，６３-1，６５-1，６９-1（幅広部６１ａ-1，６３ａ-1，６５ａ-1，６９ａ-1）を効果的に積層でき、より一層の軽量化，強度の向上，安定化が図れる利点を有する。
【００５７】
また、本実施形態は、前記補助プリプレグシート８９で形成した補強層の一部を残し一部を研磨除去したので、形状が変化する部分の強度を向上，安定化できると共に、急テーパ部が補強層でカバーされるため、シャフトに衝撃的な負荷が作用しても強化繊維８５の端部からの剥離や層間剥離を防止することができ、耐久性，信頼性に優れたシャフトとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】請求項１，請求項３及び請求項４の一実施形態に係るシャフトを用いたウッドのゴルフクラブの全体斜視図である。
【図２】シャフトの断面図である。
【図３】シャフトの製造工程図である。
【図４】シャフトの製造工程図である。
【図５】従来のゴルフクラブの全体斜視図である。
【図６】図５に示すゴルフクラブに用いたシャフトの製造工程の説明図である。
【符号の説明】
【００５９】
３５ シャフト
３７ ヘッド
３９ グリップ
４１ ゴルフクラブ
４３，７３ 小径部
４５，７５ 大径部
４７ 急テーパ部
４９ 芯金
５１，７１，８９ 補助プリプレグシート
５５，５７，５９，６１，６１-1，６３，６３-1，６５，６５-1，６７，６９，６９-1 プリプレグシート
５７ａ，６１ａ，６１ａ-1，６３ａ，６３-1ａ，６５ａ，６５ａ-1，６９ａ，６９ａ-1 幅広部
７７ テーパ部
８５ 強化繊維
８７，９１ 切り込み
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先細テーパ状の芯金に強化繊維に合成樹脂を含浸した繊維強化プリプレグシートを巻回して形成され、ヘッド側の小径部とグリップ側の大径部との間にテーパの変化が大きい急テーパ部が設けられたゴルフクラブシャフトであって、
前記芯金の軸方向に対し±３５°以上±５５°以下の角度で強化繊維を傾斜させた繊維強化プリプレグシートを巻回，積層したバイアス層と、強化繊維を前記軸方向に引き揃えた複数枚の繊維強化プリプレグシートを巻回，積層したストレート層とでシャフト本体層が形成され、
前記ストレート層を形成する前記繊維強化プリプレグシートは、夫々、１枚毎の巻回数が２層未満の幅に形成され、且つ前記急テーパ部領域に対応して繊維強化プリプレグシートの幅が幅広になる部分に長手方向の切り込みが入れられて前記急テーパ部を形成していることを特徴とするゴルフクラブシャフト。
【請求項２】
前記シャフト本体層のストレート層は、前記切り込みが入れられて１枚の繊維強化プリプレグシートの巻回数が前記急テーパ部領域で１．０未満で途切れた部分を有し、巻回数が１．０未満で途切れた該部分は、ストレート層を形成する内側または外側の繊維強化プリプレグシートの前記切り込みのない位置で積層されていることを特徴とする請求項１に記載のゴルフクラブシャフト。
【請求項３】
前記シャフト本体層のストレート層は、複数枚の前記繊維強化プリプレグシートの周方向の端部位置を夫々円周方向にずらし、且つ相対的に厚さの厚い繊維強化プリプレグシートを周方向の対向する位置に配置して巻回，積層されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のゴルフクラブシャフト。
【請求項４】
前記シャフト本体層に、前記芯金の周方向に強化繊維を引き揃えた厚さが０．０４ｍｍ以下の繊維強化プリプレグシートを巻回，積層して周方向層が形成されると共に、シャフト本体層の先部に強化繊維を芯金の軸方向に引き揃えた繊維強化プリプレグシートを巻回，積層して補強層が形成されて、成形重量が５０グラム以下とされていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のゴルフクラブシャフト。
【請求項５】
前記急テーパ部の外側に、ストレート層より薄肉な繊維強化プリプレグシートを巻回した補強層が形成され、該補強層の一部が研磨除去されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のゴルフクラブシャフト。
【請求項６】
先細テーパ状の芯金に対し±３５°以上±５５°以下の角度で強化繊維を傾斜させた繊維強化プリプレグシートと、強化繊維を前記軸方向に引き揃えた複数枚の繊維強化プリプレグシートを巻回，積層して、
ヘッド側の小径部とグリップ側の大径部との間にテーパの変化が大きい急テーパ部を有するシャフト本体層を形成するゴルフクラブシャフトの製造方法であって、
強化繊維を軸方向に引き揃えた複数枚の前記繊維強化プリプレグシートを、夫々、１枚毎の巻回数が２層未満の幅に設定し、且つ前記急テーパ部領域に対応して該繊維強化プリプレグシートを夫々幅広に形成して幅が幅広になる部分に長手方向の切り込みを入れ、
これらを巻回，積層して前記急テーパ部を有するシャフト本体層のストレート層を形成することを特徴とするゴルフクラブシャフトの製造方法。
【請求項７】
強化繊維を軸方向に引き揃えた前記繊維強化プリプレグシートに、前記切り込みが入れられて巻回数が前記急テーパ部領域で１．０未満で途切れた部分を形成し、巻回数が１．０未満で途切れた該部分を、内側または外側の繊維強化プリプレグシートの前記切り込みのない位置に巻回，積層させることを特徴とする請求項６に記載のゴルフクラブシャフトの製造方法。
【請求項８】
強化繊維を前記軸方向に引き揃えた前記繊維強化プリプレグシートの周方向の端部位置を夫々円周方向にずらし、且つ相対的に厚さの厚い繊維強化プリプレグシートを周方向の対向する位置に配置して巻回，積層することを特徴とする請求項６または請求項７に記載のゴルフクラブシャフトの製造方法。
【請求項９】
前記シャフト本体層に、前記芯金の周方向に強化繊維を引き揃えた厚さが０．０４ｍｍ以下の繊維強化プリプレグシートを巻回，積層して周方向層を形成すると共に、シャフト本体層の先部に強化繊維を芯金の軸方向に引き揃えた繊維強化プリプレグシートを巻回，積層して補強層を形成し、成形重量を５０グラム以下とすることを特徴とする請求項６乃至請求項８のいずれか１項に記載のゴルフクラブシャフトの製造方法。
【請求項１０】
前記急テーパ部の外側に、前記ストレート層より薄肉な繊維強化プリプレグシートを巻回して補強層を形成した後、該補強層の一部を研磨除去することを特徴とする請求項６乃至請求項９のいずれか１項に記載のゴルフクラブシャフトの製造方法。
【請求項１】
先細テーパ状の芯金に強化繊維に合成樹脂を含浸した繊維強化プリプレグシートを巻回して形成され、ヘッド側の小径部とグリップ側の大径部との間にテーパの変化が大きい急テーパ部が設けられたゴルフクラブシャフトであって、
前記芯金の軸方向に対し±３５°以上±５５°以下の角度で強化繊維を傾斜させた繊維強化プリプレグシートを巻回，積層したバイアス層と、強化繊維を前記軸方向に引き揃えた複数枚の繊維強化プリプレグシートを巻回，積層したストレート層とでシャフト本体層が形成され、
前記ストレート層を形成する前記繊維強化プリプレグシートは、夫々、１枚毎の巻回数が２層未満の幅に形成され、且つ前記急テーパ部領域に対応して繊維強化プリプレグシートの幅が幅広になる部分に長手方向の切り込みが入れられて前記急テーパ部を形成していることを特徴とするゴルフクラブシャフト。
【請求項２】
前記シャフト本体層のストレート層は、前記切り込みが入れられて１枚の繊維強化プリプレグシートの巻回数が前記急テーパ部領域で１．０未満で途切れた部分を有し、巻回数が１．０未満で途切れた該部分は、ストレート層を形成する内側または外側の繊維強化プリプレグシートの前記切り込みのない位置で積層されていることを特徴とする請求項１に記載のゴルフクラブシャフト。
【請求項３】
前記シャフト本体層のストレート層は、複数枚の前記繊維強化プリプレグシートの周方向の端部位置を夫々円周方向にずらし、且つ相対的に厚さの厚い繊維強化プリプレグシートを周方向の対向する位置に配置して巻回，積層されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のゴルフクラブシャフト。
【請求項４】
前記シャフト本体層に、前記芯金の周方向に強化繊維を引き揃えた厚さが０．０４ｍｍ以下の繊維強化プリプレグシートを巻回，積層して周方向層が形成されると共に、シャフト本体層の先部に強化繊維を芯金の軸方向に引き揃えた繊維強化プリプレグシートを巻回，積層して補強層が形成されて、成形重量が５０グラム以下とされていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のゴルフクラブシャフト。
【請求項５】
前記急テーパ部の外側に、ストレート層より薄肉な繊維強化プリプレグシートを巻回した補強層が形成され、該補強層の一部が研磨除去されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のゴルフクラブシャフト。
【請求項６】
先細テーパ状の芯金に対し±３５°以上±５５°以下の角度で強化繊維を傾斜させた繊維強化プリプレグシートと、強化繊維を前記軸方向に引き揃えた複数枚の繊維強化プリプレグシートを巻回，積層して、
ヘッド側の小径部とグリップ側の大径部との間にテーパの変化が大きい急テーパ部を有するシャフト本体層を形成するゴルフクラブシャフトの製造方法であって、
強化繊維を軸方向に引き揃えた複数枚の前記繊維強化プリプレグシートを、夫々、１枚毎の巻回数が２層未満の幅に設定し、且つ前記急テーパ部領域に対応して該繊維強化プリプレグシートを夫々幅広に形成して幅が幅広になる部分に長手方向の切り込みを入れ、
これらを巻回，積層して前記急テーパ部を有するシャフト本体層のストレート層を形成することを特徴とするゴルフクラブシャフトの製造方法。
【請求項７】
強化繊維を軸方向に引き揃えた前記繊維強化プリプレグシートに、前記切り込みが入れられて巻回数が前記急テーパ部領域で１．０未満で途切れた部分を形成し、巻回数が１．０未満で途切れた該部分を、内側または外側の繊維強化プリプレグシートの前記切り込みのない位置に巻回，積層させることを特徴とする請求項６に記載のゴルフクラブシャフトの製造方法。
【請求項８】
強化繊維を前記軸方向に引き揃えた前記繊維強化プリプレグシートの周方向の端部位置を夫々円周方向にずらし、且つ相対的に厚さの厚い繊維強化プリプレグシートを周方向の対向する位置に配置して巻回，積層することを特徴とする請求項６または請求項７に記載のゴルフクラブシャフトの製造方法。
【請求項９】
前記シャフト本体層に、前記芯金の周方向に強化繊維を引き揃えた厚さが０．０４ｍｍ以下の繊維強化プリプレグシートを巻回，積層して周方向層を形成すると共に、シャフト本体層の先部に強化繊維を芯金の軸方向に引き揃えた繊維強化プリプレグシートを巻回，積層して補強層を形成し、成形重量を５０グラム以下とすることを特徴とする請求項６乃至請求項８のいずれか１項に記載のゴルフクラブシャフトの製造方法。
【請求項１０】
前記急テーパ部の外側に、前記ストレート層より薄肉な繊維強化プリプレグシートを巻回して補強層を形成した後、該補強層の一部を研磨除去することを特徴とする請求項６乃至請求項９のいずれか１項に記載のゴルフクラブシャフトの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００９−２１９６８１（Ｐ２００９−２１９６８１Ａ）
【公開日】平成２１年１０月１日（２００９．１０．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−６７６０９（Ｐ２００８−６７６０９）
【出願日】平成２０年３月１７日（２００８．３．１７）
【出願人】（０００００２４９５）ダイワ精工株式会社 (1,394)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月１日（２００９．１０．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月１７日（２００８．３．１７）
【出願人】（０００００２４９５）ダイワ精工株式会社 (1,394)
【Ｆターム（参考）】
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