ゴルフクラブシャフト
【課題】ゴルフクラブシャフトの軽量性を維持し、フレックスの増大を抑制しながら、トルクを低下させ、強度を高める。
【解決手段】シャフト全長に配置する全長層のプリプレグを少なくも６層備え、該全長層として、強化繊維が交差する内側・外側バイアス層を積層したバイアスセット層を少なくとも２組備え、前記全長層の積層数のうちシャフト内周側の半数を内層部、シャフト外周側の半数を外層部として分けると、少なくとも１組の前記バイアスセット層の外側バイアス層は前記外層部に配置していると一方、他の少なくとも１組のバイアスセット層の内側バイアス層は前記内層部に配置し、さらに、前記外層部のバイアス層に接触させてフープ層を配置すると共に、前記外層部の最外全長層としてストレート層を配置している。
【解決手段】シャフト全長に配置する全長層のプリプレグを少なくも６層備え、該全長層として、強化繊維が交差する内側・外側バイアス層を積層したバイアスセット層を少なくとも２組備え、前記全長層の積層数のうちシャフト内周側の半数を内層部、シャフト外周側の半数を外層部として分けると、少なくとも１組の前記バイアスセット層の外側バイアス層は前記外層部に配置していると一方、他の少なくとも１組のバイアスセット層の内側バイアス層は前記内層部に配置し、さらに、前記外層部のバイアス層に接触させてフープ層を配置すると共に、前記外層部の最外全長層としてストレート層を配置している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴルフクラブシャフトに関し、詳しくは、軽量なゴルフクラブシャフトの強度、方向性、飛距離の向上を図るものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、打球の飛距離向上のため、ゴルフクラブシャフトとヘッドの軽量化が進んでいる。そのため、ゴルフクラブシャフトの材料は、従来の主流であったスチールから、軽量で、比強度、比剛性の高いカーボン等の強化繊維を樹脂に含浸したプリプレグを積層した繊維強化樹脂製が主流となっている。
【０００３】
前記プリプレグを積層した繊維強化樹脂製のゴルフクラブシャフトでは、シャフト軸線に対して強化繊維の配向角度を傾斜させたバイアス層がトルクに影響を与えるためシャフトの内層部に配置し、シャフト軸線に対して強化繊維の配向角度を略平行としたストレート層がフレックスに影響を与えるため、シャフトの外層部に配置する構成が一般的である。
【０００４】
シャフトの軽量化は、プリプレグのボリューム（目付量や層数）の削減で実施することが一般的であるが、この手法では、強度低下を招きやすいと共に、トルクやフレックスが大きくなる点に問題がある。
即ち、シャフトの軽量化により、一般的にヘッドスピードは速くなるが、トルクが大きい場合はヘッドの返りが遅くなるため、方向性悪化の大きな原因となる。一方、フレックスが大きい場合は、シャフトが柔らかいため、撓り過ぎてエネルギーロスを生じ、飛距離増大の妨げとなる。
【０００５】
トルクを小さく方法としては、トルクに影響を与えるバイアス層の樹脂目付量増加、あるいは繊維種の高弾性化が一般的である。
フレックスを小さくする方法としては、フレックスに影響を与えるストレート層の樹脂目付量増加、あるいは繊維種の高弾性化が一般的である。
しかしながら、プリプレグの樹脂目付量ん増加は軽量化に反し、繊維種の高弾性化は繊維の引張弾性率が３０ｔ／ｍｍ２を超えると強度低下を招く点に問題がある。
そこで、軽量性と強度を維持しながら所望のフレックスとトルクを得ることが課題となっている。
【０００６】
この種の問題に関し、特開２００３−１８０８９０号（特許文献１）では、シャフトの中間部分に±２０°〜６５°のバイアス層を配置することで、軽量性を維持しながら、振動吸収性と方向性を向上させることが提案されている。しかしながら、この場合、バイアス層を追加すると軽量化に反し、ストレート層やフープ層に置き換えてバイアス層を配置する場合と曲げ強度やつぶし強度が低下しやすくなり、改善の余地がある。
【０００７】
また、特開２００４−３０５３３２号（特許文献２）では、シャフトの内層を繊維の配向角が±３５°〜５５°のバイアス層で形成すると共に、シャフトの外層をストレート層で形成し、かつ、最外層の少なくとも一部に繊維の配向角が±５°〜３０°のバイアス層を形成することが提案されている。
これにより、内層のバイアス層で捩じれ剛性を高め、外層のストレート層で曲げ剛性を高め、最外層のバイアス層で繊維の変形量を小さくし、曲げ強度を高めることができる。しかしながら、最外層は塗装の関係で研磨され、バイアス層が研磨されることで所期の強度やトルクが十分な性能が得られない恐れがある。
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−１８０８９０号公報
【特許文献２】特開２００４−３０５３３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は前記問題に鑑みてなされたもので、軽量性を備えると共に、所望のフレックスおよびトルクをバランスよく備え、優れた飛距離、打球方向性、強度を併せ持つゴルフクラブシャフトの提供を課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するために、本発明は、プリプレグの積層体からなるゴルフクラブシャフトであって、
シャフト全長に配置する前記プリプレグからなる全長層を少なくも６層備え、
前記全長層として、強化繊維のシャフト軸線に対する配向角θ°が±２５°以上±６５°以下の範囲内であると共に、前記配向角が＋θ°である一層のバイアス層と−θ°である一層のバイアス層とを互いの強化繊維が交差するように内側・外側バイアス層として重ね合わせて積層したバイアスセット層を少なくとも２組備え、
前記全長層の積層数のうち、シャフト内周側の半数を内層部、シャフト外周側の半数を外層部として分けると、少なくとも１組の前記バイアスセット層の外側バイアス層は前記外層部に配置している一方、他の少なくとも１組のバイアスセット層の内側バイアス層は前記内層部に配置し、
さらに、強化繊維のシャフト軸線に対する配向角が±８０°以上９０°以下の範囲内であるフープ層を、前記外層部のバイアス層に接触させて配置し、かつ、
前記外層部の最外全長層は、強化繊維のシャフト軸線に対する配向角が０°以上±１０°以下の範囲内であるストレート層としていることを特徴とするゴルフクラブシャフトを提供している。
【００１１】
前記プリプレグの積層数は、１枚のプリプレグによる１周層を１層として数えたものである。
また、前記全長層の積層数が偶数の場合は、半数ずつを内層部と外層部とに分けるが、奇数の場合は、中間の一層を中層部とし、該中層部を除いた半数ずつを内層部と外層部として規定している。
【００１２】
前記したように、少なくとも２組のバイアスセット層のうち、１組のバイアスセット層の外側バイアス層は前記外層部に配置していると一方、他の１組のバイアスセット層の内側バイアス層は前記内層部に配置している。
具体的には、１組のバイアスセット層は、その外側バイアス層と内側バイアス層の両方を外層部に配置する場合と、外側バイアス層は外層部に配置し、内側バイアス層は中層部または内層部に配置する場合の３つのパターンがある。
さらに、他の１組のバイアスセット層は、その外側バイアス層と内側バイアス層の両方を内層部に配置する場合と、内側バイアス層は内層部に配置し、外側バイアス層は中層部または外層部に配置する場合の３つのパターンがある。
いずれのパターンでもよいが、前記したように、少なくとも、１つのバイアスセット層の外側バイアス層が外層部に位置し、他のバイアスセット層の内側バイアス層が内層部に位置させ、積層構成としたシャフトの内周側と外周側とにバランス層をバランス良く配置している。
【００１３】
通常のシャフトでは中心側（即ち、内層側）に配置されることが多かったバイアス層を分割し、前記のように、本発明のゴルフクラブシャフトは、内層部と外層部にバランスよく配置することを特徴とし、該積層構成とすることで、軽量性を維持し、かつ、フレックスを大きくすることなく、トルク値を低下させることができ、打球方向性と飛距離の向上が可能となる。
【００１４】
また、バイアスセット層を構成する内側バイアス層および外側バイアス層は、その強化繊維のシャフト軸線に対する角度が小さいほど曲げ強度向上に寄与し、大きいほどつぶし強度向上に寄与する。本発明では、このバイアス層の繊維角度を±２５°以上６５°以下の範囲内で変更・調節することにより、シャフト強度をバランスよく高めている。
前記バイアス層の強化繊維の配向角を±２５°以上６５°以下の範囲内としているのは、±２５°未満あるいは±６５°より大きい配向角では、シャフト捩じれ方向から逸脱するため所望のトルクが得られず、打球方向性を向上できないことに因る。
なお、前記バイアス層は、配向角が＋θ°のプリプレグと−θ°のプリプレグとを貼り合わせた状態で巻きつけて積層しても、あるいは、一方を巻きつけた後に重ねて他方を巻きつけて積層してもよい。
【００１５】
また、本発明のシャフトでは、フープ層を外層部に配置するバイアス層に接触させて配置している。シャフト軸線に対して強化繊維を略直交方向とするフープ層は、断面変形抑制性能があり、フレックスを変えることなくつぶれ剛性、つぶれ強度を向上させ、その結果、３点曲げ強度の向上につながるという特徴を有する。
該フープ層は、外層部に配置するバイアス層に接触させて配置しており、このフープ層を接触させるバイアス層は、バイアスセット層における外側バイアス層でも良いし、内側バイアス層でもよい。しかしながら、フープ層により断面変形抑制性能をより効果的に発揮させるには、外層部に配置するバイアスセット層のうち、外側バイアス層の外周面に接触させて配置することが最も好ましい。
このように、外層部に配置するバイアス層にフープ層を接触させて配置することにより、フープ層の断面変形抑制性能によって、ねじれ方向の断面変形を抑えることができ、トルクをより効果的に低下させて打球方向性を一層向上させることができる。
【００１６】
さらに、本発明のシャフトでは、前記外層部の最外全長層にストレート層を配置していることにより、研磨による影響をバイアス層が受けずに済み、強度やトルクにおいて十分な性能を発揮することができる。
【００１７】
本発明のシャフトは、バイアスセット層、フープ層およびストレート層を前記のように配置した積層構成としていることにより、軽量シャフトとしても、優れた強度を備えると共に、所望のフレックスとトルクをバランスよく設定でき、打球飛距離と方向性を高めることができる。また、繊維角度の組み合わせによって、低下させたトルクを維持したまま強度を向上させることもできる。
【００１８】
前記シャフトの重量は５０ｇ以上７０ｇ以下とすることが好ましい。
その理由は５０ｇ未満ではシャフト重心点がヘッド側になるため、クラブバランスを調整する際に重いバランスにしか調整できず、スイング時に重く感じられ振り抜きにくいクラブとなる一方、７０ｇを越えると、ヘッドスピードが上がらず、飛距離が低下してしまうことに因る。
【００１９】
また、前記フープ層に使用するプリプレグは、強化繊維の引張弾性率が３０ｔ／ｍｍ２以上８０ｔ／ｍｍ２以下とし、樹脂含有率は３０％以上４０％以下とすることが好ましい。
フープ層の強化繊維の引張弾性率を３０〜８０ｔ／ｍｍ２としているのは、３０ｔ／ｍｍ２未満では必要な断面変形抑制性能が得られず、８０ｔ／ｍｍ２を超えると、繊維の弾性が強くなりすぎて積層密着が困難になることに因る。
前記「引張弾性率」は、ＪＩＳＲ７６０１：１９８６「炭素繊維試験方法」に準拠して測定している。
また、フープ層の樹脂含量率を３０％以上４０％以下としているのは、３０％未満ではフープ層の積層密着力が低下し、４０％を超えると、フープ層が厚くなりすぎて重量増加を招くことに因る。
【００２０】
前記内層部の前記バイアスセット層の強化繊維の配向角を±θ１°とし、外層部の前記バイアスセット層の強化繊維の配向角を±θ２°とすると、θ２／θ１は１以上２以下の範囲内であることが好ましい。
このように内外バイアスセット層の繊維角度比θ２／θ１を設定することにより、シャフトの重量あるいは肉厚に応じた強度向上が可能となる。即ち、θ２／θ１を１以上２以下としているのは、１未満では、フレックス値は維持できるが、つぶし方向の強度が低下することで曲げ強度も低下してしまい、２より大きくすると、強度は維持できるが、フレックスが大きくなりすぎて、エネルギーロスによる飛距離低下を生じることに因る。
このθ２／θ１の下限は、より好ましくは１．２以上、さらには１．３以上、上限は１．８以下、さらには１．５以下が好ましい。
【００２１】
内層部のバイアスセット層の前記繊維角度θ１は、小さい方が曲げ強度が向上するため、２５°以上５０°以下が好ましく、さらには２５°以上４５°以下が好ましく、特に２５°以上４０°以下が好ましい。
外層部のバイアスセット層の前記繊維角度θ２は、大きい方がつぶし方向の強度が向上し、肉厚の薄い軽量シャフトではつぶし方向の強度向上に伴い曲げ強度も向上するため、４０°以上６５°以下が好ましく、さらには４５°以上６５°以下、特に５０°以上６５°以下が好ましい。
【００２２】
前記内層部のバイアスセット層の総厚さＴ１と、前記外層部のバイアスセット層の総厚さＴ２の比Ｔ２／Ｔ１は、１以上１．４以下の範囲内であることが好ましい。
これにより、シャフト強度を維持しながらトルクを小さくすることが可能となる。
即ち、前記厚み比Ｔ２／Ｔ１を１以上１．４以下としているのは、１未満ではトルク低下の効果が小さく、方向性が向上せず、１．４より大きくすると、トルクが低下して捩じれにくいシャフトとなるが、相対的にストレート層が内寄りに配置されることになり、フレックスが増大し、強度が低下することに因る。好ましくは、Ｔ２／Ｔ１の下限は１．１以上がよい。
【００２３】
前記全長層の積層数が奇数の場合は、中間の一層を中層部とし、該中層部としてストレート層を配置することが好ましい。このように中層部としてストレート層を配置すると、フレックスの増大を抑えてトルクを小さくすることができる。
【００２４】
前記プリプレグに用いられる樹脂としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等が挙げられるが、強度と剛性の点より、熱硬化性樹脂が好ましく、特にエポキシ系樹脂が好ましい。
【００２５】
熱硬化性樹脂としては、エポキシ系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、フェノール系樹脂、メラミン系樹脂、ユリア系樹脂、ジアリルフタレート系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリイミド系樹脂、ケイ素樹脂等が挙げられる。
熱可塑性樹脂としては、ポリアミド樹脂、飽和ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリアセタール系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、ＡＳ樹脂、メタクリル樹脂、ポリプロピレン樹脂、フッ素樹脂等が挙げられる。
【００２６】
前記プリプレグに用いられる強化繊維としては、比重が小さく弾性率と強度が高いという点からカーボン繊維が好ましいが、その他、一般に高性能強化繊維として使用される繊維が用いられる。例えば、黒鉛繊維、アラミド繊維、炭化ケイ素繊維、アルミナ繊維、ボロン繊維、ガラス繊維等が挙げられる。
【発明の効果】
【００２７】
上述のように本発明によれば、トルクに影響するバイアス層を、増加するのではなく、内層部と外層部とに分割してバランスよく配置し、かつ、最外全長層にストレート層を配置することにより、重量増加を抑制すると共に強度、フレックスを維持しながら、トルクを低下させることができ、さらに、外側のバイアスセット層に接触させてフープ層を配置することにより、フープ層が有する断面変形抑制性能をトルク低下に寄与させることができ、捩れ方向の断面変形が抑制されるため、トルクを一層効果的に低下させることができる。従って、軽量性、優れた強度、優れた飛距離と方向性の全てをバランスよく備えるゴルフシャフトとすることができる。
【００２８】
また、バイアス層の繊維角度を±２５°〜６５°の範囲内で変更、調節することで、低いトルクを維持したまま曲げ強度とつぶし強度を増減できるため、所望のトルクとシャフト強度とをバランスよく得ることができる。
【００２９】
さらに、内側のバイアスセット層の繊維角度θ１°と外側のバイアスセット層の繊維角度θ２°の比θ２／θ１を１以上２以下とすることにより、所望のつぶし強度と所望のフレックスをバランスよく得ることができる。
また、内側のバイアスセット層の厚みＴ１と外側のバイアスセット層の厚みＴ２の比Ｔ２／Ｔ１を１以上１．４以下とすることにより、トルクの低下効果と、所望のフレックスをバランスよく得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１乃至図３に本発明の第一実施形態に係るゴルフクラブ用のシャフト１０を示す。
【００３１】
シャフト１０は、図２に示すプリプレグ２１〜３２の積層体からなるテーパー状の長尺な管状体よりなり、前記プリプレグ２１〜３２のうちプリプレグ２２、２３、２５〜３０の８層はシャフトの全長に配置する全長層（１〜８）を形成している。
図１に示すように、シャフト１０の小径側のヘッド側先端１１にはヘッド１３が取り付けられ、大径側のグリップ側後端１２にはグリップ１４が取り付けられている。本実施形態では、シャフト１０の全長は１１９５ｍｍとし、シャフト重量は６３ｇとしている。
【００３２】
前記シャフト１０は、図２に示すように、前記プリプレグ２１〜３２を、内側からプリプレグ２１〜３２の順にシートワインディング製法によりマンドレル２０に１周ずつ巻きつけて積層した後、ポリエチレン製やポリエチレンテレフタレート製等のテープで圧力をかけながらラッピングし、これをオーブン中で加熱加圧し樹脂を硬化させて一体的に成形し、その後、マンドレル２０を引き抜いてシャフト１０を製造している。シャフト表面は研磨を行った後、両端をカットして塗装している。
【００３３】
シャフト１０を構成する前記プリプレグ２１〜３２はいずれも、カーボン繊維からなる強化繊維Ｆ２１〜Ｆ３２を引き揃えてエポキシ樹脂を含浸させてなり、樹脂含有率はフープ層のプリプレグ以外はすべて２５％とし、フープ層のプリプレグは３０％〜４０％としている。前記強化繊維Ｆ２１〜Ｆ３２の引張弾性率は３０ｔ／ｍｍ２としている。
【００３４】
詳しくは、プリプレグ２１は、ヘッド側先端部に部分的に配置され、長さを１９７ｍｍとし、強化繊維Ｆ２１は、シャフト軸線に対してなす配向角を０°としている。
プリプレグ２２、２３はいずれも、シャフト全長に配置され、強化繊維Ｆ２２は、シャフト軸線に対してなす配向角を−４５°とし、強化繊維Ｆ２３は、シャフト軸線に対してなす配向角を＋４５°としている。この２枚の繊維強化プリプレグ２２、２３を、互いの強化繊維Ｆ２２、Ｆ２３が交差するように重ねて貼りあわせた状態で巻き付けて、後述の内層部側のバイアスセット層Ａ１を形成している。
プリプレグ２４は、ヘッド側先端部に部分的に配置され、長さを２６７ｍｍとし、強化繊維Ｆ２４は、シャフト軸線に対してなす配向角を０°とし、ストレート層を形成している。
プリプレグ２５、２６はいずれも、シャフト全長に配置され、強化繊維Ｆ２５、２６は、シャフト軸線に対してなす配向角を０°とし、ストレート層を形成している。
プリプレグ２７、２８はいずれも、シャフト全長に配置され、強化繊維Ｆ２７は、シャフト軸線に対してなす配向角を−４５°とし、強化繊維Ｆ２８は、シャフト軸線に対してなす配向角を＋４５°としている。この２枚の繊維強化プリプレグ２７、２８を、互いの強化繊維Ｆ２７、Ｆ２８が交差するように重ねて貼りあわせた状態で巻き付けて、後述の外層部側のバイアスセット層Ａ２を形成している。
プリプレグ２９は、シャフト全長に配置され、強化繊維Ｆ２９はシャフト軸線に対してなす配向角を９０°とし、フープ層Ｂを形成している。
プリプレグ３０は、シャフト全長に配置され、強化繊維Ｆ３０は、シャフト軸線に対してなす配向角を０°とし、後述の最外周ストレート層Ｃを形成している。
プリプレグ３１は、ヘッド側先端部に部分的に配置され、長さを２１７ｍｍとし、強化繊維Ｆ３１は、シャフト軸線に対してなす配向角を０°としている。
プリプレグ３２は、ヘッド側先端部に部分的に配置され、長さを１６７ｍｍとし、強化繊維Ｆ３２は、シャフト軸線に対してなす配向角を０°としている。
【００３５】
前記シャフト１０は、前記のように、プリプレグ２２、２３、２５、２６、２７、２８、２９、３０からなる計８層の全長層を備えている。
詳しくは、図３に示すように、シャフト内周側４層の全長層２２、２３、２５、２６からなる内層部Ｉと、その外周側４層の全長層２７、２８、２９、３０、３１からなる外層部ＩＩとに分けると、内層部Ｉにプリプレグ２２、２３で形成される内層側のバイアスセット層Ａ１を配置している。該内層部のバイアスセット層Ａ１では、プリプレグ２２が内側バイアス層、プリプレグ２３が外側バイアス層となる。
一方、前記外層部ＩＩに、プリプレグ２７と２８で形成される外層側のバイアスセット層Ａ２を配置している。該外層部のバイアスセット層Ａ２では、プリプレグ２７が内層側バイアス層、プリプレグ２８が外層側バイアス層となる。
【００３６】
前記外層部ＩＩには、プリプレグ２９で形成される前記フープ層Ｂを、前記外層部のバイアスセット層Ａ２の外側バイアス層２８の外周面に接触させて配置している。また、外層部ＩＩの最外全長層には前記のようにプリプレグ３０を配置し、最外全長ストレート層Ｃとしている。
【００３７】
前記内層部Ｉのバイアスセット層Ａ１の強化繊維の配向角を±θ１°は±４５°であり、外層部ＩＩのバイアスセット層Ａ２の強化繊維の配向角を±θ２°は±４５°である。
よって、θ２／θ１は１である。
【００３８】
前記内層部Ｉのバイアスセット層Ａ１の総厚み（Ｔ１）と、外層部ＩＩのバイアスセット層Ａ２の総厚み（Ｔ２）は、いずれも０．２９０ｍｍとしている。
【００３９】
前記構成よりなるシャフト１０は、トルクに影響を与えるバイアス層の積層数やプリプレグ目付量を増やすのではなく、従来であればシャフト内層部にのみ配置されていた全長バイアス層を、内層部Ｉにバイアスセット層Ａ１を配置し、外層部ＩＩにバイアスセット層Ａ２を配置して分割している。このように、内層部Ｉのみでなく外層部ＩＩにもバランスよく配置しているため、シャフト重量を増加することなく、かつ、フレックスや強度を維持したまま、トルクを低下させることが可能となる。
【００４０】
また、前記フープ層Ｂは外層部ＩＩのバイアスセット層Ａ２の外側バイアス層のプリプレグ２８の外周面に接触させて配置しているため、フープ層Ｂが有する断面変形抑制性能が効果的に発揮されて強度が向上すると共に、フープ層Ｂの断面変形抑制性能を、トルクに大きな影響を与える外層部ＩＩのバイアスセット層Ａ２のトルク低下性能に寄与させることができるため、トルクを一層効果的に低下させることができる。
【００４１】
さらに、最外全長層としてプリプレグ３０からなるストレート層Ｃを配置しているため、外層部ＩＩのバイアスセット層Ａ２は、塗装の関係で必要となる研磨の影響を受けずに済み、トルク低下効果を十分に発揮することができる。
【００４２】
これらにより、軽量性を備え、かつ強度、飛距離、方向性に優れたシャフトを実現することができる。
さらに、前記内外層部のバイアスセット層Ａ１、Ａ２の強化繊維Ｆ２２、Ｆ２３、Ｆ２７、Ｆ２８の配向角は、いずれも＋４５°あるいは−４５°であり、±２５°以上６５°以下の範囲内であるため、トルク低下効果を十分発揮できると共に、曲げ方向およびつぶし方向のシャフト強度もバランスよく高めることができる。
【００４３】
また、内層部Ｉのバイアスセット層Ａ１の強化繊維Ｆ２２、Ｆ２３の配向角に対する外層部ＩＩのバイアスセット層Ａ２の強化繊維Ｆ２７、Ｆ２８の配向角の比θ２／θ１は１であり、１〜２の範囲内であるため、フレックスの増大を抑制しながらシャフト強度を高めることができる。
さらに、内層部Ｉのバイアスセット層Ａ１の厚みＴ１に対する外層部ＩＩのバイアスセット層Ａ２の厚みＴ２の比Ｔ２／Ｔ１は１であり、１〜１．４の範囲内であるため、フレックスの増大を抑制しながらバランスよくトルクを低下させることができる。
【００４４】
さらにまた、前記フープ層Ｂは、強化繊維Ｆ２９の引張弾性率が３０ｔ／ｍｍ２であり、樹脂含有率が３７．５％であるため、フープ層Ｂの良好な積層密着と重量増加抑制とをバランスよく実現できる。
【００４５】
図４に本発明の第２実施形態を示す。
本実施形態は、フープ層Ｂとなるプリプレグ３３を外層部ＩＩのバイアスセット層Ａ２の内側バイアス層を構成するプリプレグ２７の内周面に接触させて配置している。また、該バイアスセット層Ａ２の外側バイアス層を構成するプリプレグ２８の外周面に最外層全長層のストレート層Ｃを構成するプリプレグ３０を配置している。
【００４６】
即ち、製造工程におけるプリプレグの巻き付け順は、まず、プリプレグ２１〜２６を内側から順次に積層した後、強化繊維Ｆ３３のシャフト軸線に対する配向角を９０°とするプリプレグ３３を巻きつけてフープ層Ｂを積層し、次に、プリプレグ２７、２８を巻きつけてバイアスセット層Ａ２を形成し、次いで、プリプレグ３０〜３２を順次積層している。これにより、計８層の全長層１〜８は、プリプレグ２２、２３、２５、２６、３３、２７、２８、３０で形成している。
他の構成は第１実施形態と同様であり、同一符号を付して説明を省略する。
【００４７】
本実施形態においても、トルクに大きく影響する外層部ＩＩのバイアスセット層Ａ２に接触させてフープ層Ｂを配置しているため、フープ層Ｂの断面変形抑制性能をトルク低下に効果的に寄与させることができる。
【００４８】
図５に本発明の第３実施形態を示す。
本実施形態のシャフトでは、プリプレグ２２、２３、２５、２７、２８、２９、３４、３０によって計８層の全長層を形成している。
プリプレグ２７と２８とからなるバイアスセット層Ａ２のうち、外側バイアス層となるプリプレグ２８は外層部ＩＩに配置しているが、内側バイアス層となるプリプレグ２７は内層部Ｉに配置している。即ち、バイアスセット層Ａ２では内側バイアス層を内層部に、外側バイアス層を外層部に配置し、内層部と外層部とに分割配置している。
また、該内層部Ｉにプリプレグ２２と２３とからなるバイアスセット層Ａ１を配置している。
該内層部Ｉにおいて、バイアスセット層Ａ１の外側バイアス層となるプリプレグ２３の外周に、全長層としてストレート層となるプリプレグ２５を配置し、該プリプレグ２５の外周にバイアスセット層Ａ２を配置している。
外層部ＩＩでは、前記バイアスセット層Ａ２の外側バイアス層のプリプレグ２８の外周にフープ層Ｂとなるプリプレグ２９を配置している。該フープ層Ｂとプリプレグ３０からなる最外全長ストレート層Ｃとの間に、強化繊維Ｆ３４のシャフト軸線に対する配向角を０°とするプリプレグ３４からなる全長ストレート層を配置している。
【００４９】
即ち、製造工程におけるプリプレグの巻き付け順は、まず、プリプレグ２１〜２５を内側から順次積層した後、プリプレグ２７、２８を巻き付けてバイアスセット層Ａ２を形成し、次いで、プリプレグ２９を巻き付けてフープ層Ｂを形成し、次いで、プリプレグ３４の次にプリプレグ３０を巻き付けて最外全長ストレート層Ｃを形成し、最後に、プリプレグ３１、３２をヘッド側先端部に順次積層している。
その他の構成は前記第１実施形態と同様であり、同一符号を付して説明を省略する。
【００５０】
本実施形態においても、プリプレグ２２、２３で形成されるバイアスセット層Ａ１を内層部Ｉに配置し、プリプレグ２７、２８で形成されるバイアスセット層Ａ２のうち外側バイアス層のプリプレグ２８が外層部ＩＩに配置し、バイアス層を内層部Ｉと外層部ＩＩとに分散配置している。
また、外層部ＩＩに位置するバイアスセット層Ａ２の外側バイアス層の外周面にフープ層Ｂを接触配置し、最外周ストレート層Ｃを設けている。これにより、重量増大とフレックス増大を抑制しながら、バランスよく、かつ、効果的にトルクを低下させることができる。
【００５１】
図６に本発明の第４実施形態を示す。
本実施形態は、プリプレグ２２、２３、２５、２６、３５、２７、２８、２９、３０によって計９層の全長層を設けている。この９層の全長層のうち、シャフト中心側の４層を内層部Ｉとし、外周側の４層を外層部ＩＩとし、中間のＩ層のプリプレグ３５を中層部ＩＩＩとしている。
該中層部ＩＩＩのプリプレグ３５は、強化繊維Ｆ３５のシャフト軸線方向に対する配向角を０°とするストレート層を形成するプリプレグとしている。
【００５２】
前記内層部Ｉにはプリプレグ２２と２３とからなるバイアスセット層Ａ１、外層部ＩＩにはプリプレグ２７、２８からなるバイアスセット層Ａ２を配置している、また、外層部ＩＩのバイアスセット層Ａ２の外側バイアス層のプリプレグ２８の外周面にフープ層Ｂとなるプリプレグ２９を接触させて配置し、該プリプレグ２９の外周面に最外層全長層のストレート層Ｃとなるプリプレグ３０を配置している。これにより、フレックスの増大を最小限に抑えながら、トルクを低下させることができる。
【００５３】
（実施例）
以下に、本発明のゴルフクラブシャフトの実施例１〜１３および比較例１〜７について詳述する。
下記の表１および表２に示すように、表１に示す実施例１〜１３は全て全長層１〜８を８層備えたものとし、表２に示す比較例１〜３は全長層を７層とし、比較例４〜７は８層とした。
バイアス層は全て±４５°とし、フープ層は９０°とし、ストレート層は０°とした。
フープ層の有無またはフープ層の積層位置、バイアス層の積層位置、および厚みを異ならせた実施例１〜１３および比較例１〜７を作製し、順式フレックス、トルク、３点曲げ強度、つぶし強度を測定し、その結果を表１および表２に示した。
【００５４】
【表１】
【００５５】
【表２】
【００５６】
【表３】
【００５７】
実施例１〜１３および比較例１〜７のいずれも、カーボン繊維を強化繊維としてエポキシ樹脂を含浸してなる三菱レイヨン社製のプリプレグを用い、シートワインディング製法により作製し、その作製方法は前記第一実施形態と同一とした。表１には全長層１〜８（１〜７）ついてのみ記載した。
また、実施例１〜１３および比較例１〜７はいずれも、シャフト長さを１１９５ｍｍとし、各実施例および比較例のシャフト重量およびシャフトバランスは、表１に示すとおり設定した。
【００５８】
（実施例１）
プリプレグの積層構成を前記第２実施形態と同一構成とし、バイアスセット層Ａ１を内層部Ｉに、バイアスセット層Ａ２を外層部ＩＩに配置すると共に、バイアスセット層Ａ２の内周側に接触させてフープ層Ｂを配置した。最外全長層に繊維角度０°のストレート層を形成した。バイアスセット層Ａ１、Ａ２の繊維角度の比θ２／θ１は１とした。
全長層１、２、６、７には、繊維引張弾性率３０ｔ／ｍｍ２、樹脂含有率２５％、厚み０．１４５ｍｍの品番「ＭＲ３５０Ｃ−１７５Ｓ」を使用した。全長層３、４、８には、繊維引張弾性率３０ｔ／ｍｍ２、樹脂含有率２５％、厚み０．１２４ｍｍの品番「ＭＲ３５０Ｃ−１５０Ｓ」を使用した。フープ層Ｂを形成する全長層５には、繊維引張弾性率３０ｔ／ｍｍ２、樹脂含有率３７．５％、厚み０．０２１ｍｍの品番「ＭＲ３５０Ｃ−０２５Ｓ」を使用した。
内層部のバイアスセット層Ａ１の厚みＴ１は０．２９０ｍｍとし、外層部バイアスセット層Ａ２の厚みＴ２は０．２９０ｍｍとし、Ｔ２／Ｔ１を１に設定した。また、全長層３、４からなる内層のストレート層の厚みは０．２４８ｍｍとし、全長層８からなる外層のストレート層８の厚みは０．１２４ｍｍとした。
【００５９】
（実施例２）
プリプレグの積層構成を前記第１実施形態と同一構成とし、バイアスセット層Ａ１を内層部Ｉに、バイアスセット層Ａ２を外層部ＩＩに配置すると共に、バイアスセット層Ａ２の外側バイアス層の外周に接触させてフープ層Ｂを配置した。さらに最外全長層８に繊維角度０°のストレート層を配置した。バイアスセット層Ａ１、Ａ２の繊維角度の比θ２／θ１は１に設定した。
前記ストレート層、バイアスセット層Ａ１、Ａ２およびフープ層Ｂのそれぞれに使用したプリプレグ種は前記実施例１と同一とした。
バイアスセット層Ａ１の厚みＴ１は０．２９０ｍｍとし、バイアスセット層Ａ２の厚みＴ２は０．２９０ｍｍとし、Ｔ２／Ｔ１を１に設定した。また、全長層３、４からなる内層のストレート層の厚みは０．２４８ｍｍとし、全長層８からなる外層ストレート層の厚みは０．１２４ｍｍとした。
【００６０】
（実施例３）
内層部と外層部のバイアスセット層Ａ１、Ａ２の厚みの比Ｔ２／Ｔ１を変えた。
即ち、内層部のバイアスセット層Ａ１には、繊維引張弾性率３０ｔ／ｍｍ２、樹脂含有率２５％、厚み０．１２４ｍｍの品番「ＭＲ３５０Ｃ−１５０Ｓ」を使用した。外層部のバイアスセット層Ａ２には、繊維引張弾性率３０ｔ／ｍｍ２、樹脂含有率２５％、厚み０．０８３ｍｍの品番「ＭＲ３５０Ｃ−１００Ｓ」を２周回分ずつ使用した。
これにより、バイアスセット層Ａ１の厚みＴ１を０．２４８ｍｍとし、バイアスセット層Ａ２の厚みＴ２を０．３５２ｍｍとし、Ｔ２／Ｔ１を１．４２に設定した。
その他の使用プリプレグ種およびプリプレグの積層構成は実施例２と同一とした。
【００６１】
（実施例４）
内層部と外層部のバイアスセット層Ａ１、Ａ２の厚みの比Ｔ２／Ｔ１を変えた。
即ち、内層部のバイアスセット層Ａ１には、繊維引張弾性率３０ｔ／ｍｍ２、樹脂含有率２５％、厚み０．０８３ｍｍの品番「ＭＲ３５０Ｃ−１００Ｓ」を２周回分ずつ使用した。外層部のバイアスセット層Ａ２には、繊維引張弾性率３０ｔ／ｍｍ２、樹脂含有率２５％、厚み０．１２４ｍｍの品番「ＭＲ３５０Ｃ−１５０Ｓ」を使用した。
これにより、バイアスセット層Ａ１の厚みＴ１を０．３５２ｍｍとし、バイアスセット層Ａ２の厚みＴ２を０．２４８ｍｍとし、Ｔ２／Ｔ１を０．７０に設定した。
その他の使用プリプレグ種およびプリプレグの積層構成は実施例２と同一とした。
【００６２】
（実施例５）
内層部と外層部のバイアスセット層Ａ１、Ａ２の厚みの比Ｔ２／Ｔ１を変えた。
即ち、内層部のバイアスセット層Ａ１には、繊維引張弾性率３０ｔ／ｍｍ２、樹脂含有率２５％、厚み０．１０３ｍｍの品番「ＭＲ３５０Ｃ−１２５Ｓ」を使用した。外層部のバイアスセット層Ａ２には、繊維引張弾性率３０ｔ／ｍｍ２、樹脂含有率２５％、厚み０．１０３ｍｍの品番「ＭＲ３５０Ｃ−１２５Ｓ」を２周回分ずつ使用した。
これにより、バイアスセット層Ａ１の厚みＴ１を０．２０６ｍｍとし、バイアスセット層Ａ２の厚みＴ２を０．４１２ｍｍとし、Ｔ２／Ｔ１を２に設定した。
その他の使用プリプレグ種およびプリプレグの積層構成は実施例２と同一とした。
【００６３】
（実施例６）
内層部と外層部のバイアスセット層Ａ１、Ａ２の厚みの比Ｔ２／Ｔ１を変えた。
即ち、内層部のバイアスセット層Ａ１には、繊維引張弾性率３０ｔ／ｍｍ２、樹脂含有率２５％、厚み０．０８３ｍｍの品番「ＭＲ３５０Ｃ−１００Ｓ」を２周回分ずつ使用した。外層部のバイアスセット層Ａ２には、繊維引張弾性率３０ｔ／ｍｍ２、樹脂含有率２５％、厚み０．１０３ｍｍの品番「ＭＲ３５０Ｃ−１２５Ｓ」を使用した。
これにより、バイアスセット層Ａ１の厚みＴ１を０．３５２ｍｍとし、バイアスセット層Ａ２の厚みＴ２を０．４１２ｍｍとし、Ｔ２／Ｔ１を１．１７に設定した。
その他の使用プリプレグ種およびプリプレグの積層構成は実施例２と同一とした。
【００６４】
（実施例７）
内層部と外層部のバイアスセット層Ａ１、Ａ２の繊維角度を変えた。即ち、内層部のバイアスセット層Ａ１と外層部バイアスセット層Ａ２の繊維角度を、ともに±３０°とした。
使用プリプレグ種およびプリプレグの積層構成は実施例２と同一とした。
【００６５】
（実施例８）
内層部と外層部のバイアスセット層Ａ１、Ａ２の繊維角度を変えた。即ち、内層部のバイアスセット層Ａ１と外層部のバイアスセット層Ａ２の繊維角度を、ともに±６０°とした。使用プリプレグ種およびプリプレグの積層構成は実施例２と同一とした。
【００６６】
（実施例９）
内層部と外層部のバイアスセット層Ａ１、Ａ２の繊維角度の比θ２／θ１を変えた。即ち、内層部のバイアスセット層Ａ１の繊維角度θ１を±３０°とし、外層部のバイアスセット層Ａ２の繊維角度θ２を±６０°とし、繊維角度比θ２／θ１を２とした。使用プリプレグ種およびプリプレグの積層構成は実施例２と同一とした。
【００６７】
（実施例１０）
内層部と外層部のバイアスセット層Ａ１、Ａ２の繊維角度の比θ２／θ１を変えた。即ち、内層部のバイアスセット層Ａ１の繊維角度θ１を±３０°とし、外層部のバイアスセット層Ａ２の繊維角度θ２を±４５°とし、繊維角度比θ２／θ１を１．５０とした。使用プリプレグ種およびプリプレグの積層構成は実施例２と同一とした。
【００６８】
（実施例１１）
内層部と外層部のバイアスセット層Ａ１、Ａ２の繊維角度の比θ２／θ１を変えた。即ち、内層部のバイアスセット層Ａ１の繊維角度θ１を±４５°とし、外層部のバイアスセット層Ａ２の繊維角度θ２を±６０°とし、繊維角度比θ２／θ１を１．３３とした。使用プリプレグ種およびプリプレグの積層構成は実施例２と同一とした。
【００６９】
（実施例１２）
全長層１〜８のうち、内層部Ｉの積層構成を変えた。
即ち、図７に示すように、内層部Ｉは、最内全長層１に繊維角度０°のストレート層を配置し、その外側の全長層２、３に内層部のバイアスセット層Ａ１を配置し、その外側の全長層４をストレート層とし、内層部のバイアスセット層Ａ１を２つのストレート層で挟む構成とした。
外層部ＩＩのプリプレグの積層構成は実施例２と同一とした。また、ストレート層、バイアスセット層Ａ１、Ａ２およびフープ層Ｂのそれぞれに使用するプリプレグ種も実施例２と同一とした。
【００７０】
（実施例１３）
プリプレグの積層構成は前記第３実施形態と同一とした。即ち、内層部Ｉのストレート層を１層減らす一方、外層部ＩＩのストレート層を１層増やし、外層部のバイアスセット層Ａ２のうち外側の層５は外層部ＩＩに配置したが、内側の層４は内層部Ｉに配置した。
詳しくは、内周側から順に全長層１、２に繊維角度±４５°の内層部のバイアスセット層Ａ１を形成し、全長層３に繊維角度０°のストレート層を形成した。全長層４、５に繊維角度±４５°のバイアスセット層Ａ２を形成し、全長層６に繊維角度９０°のフープ層Ｂを形成し、全長層７、８に繊維角度０°のストレート層を形成した。
ストレート層、バイアスセット層Ａ１、Ａ２およびフープ層Ｂのそれぞれに使用したプリプレグ種は実施例２と同一とした。
内層部のバイアスセット層Ａ１の厚みＴ１は０．２９０ｍｍとし、バイアスセット層Ａ２の厚みＴ２は０．２９０ｍｍとし、Ｔ２／Ｔ１を１に設定した。また、全長層３からなる内層のストレート層の厚みは０．１２４ｍｍとし、全長層７、８からなる外層のストレート層の厚みは０．２４８ｍｍとした。
【００７１】
（比較例１）
バイアスセット層Ａ１、Ａ２を内層部と外層部とに分割配置せず、内層側にかためて配置し、フープ層も形成しなかった。
即ち、プリプレグの積層構成は、図８に示すように、計７層の全長層１〜７のうち内層部Ｉから中層部ＩＩＩを形成する全長層１〜４に、繊維角度±４５°の２組のバイアスセット層Ａ１、Ａ２を配置し、外層部ＩＩを形成する全長層５〜７のすべてを繊維角度０°のストレート層とした。
使用プリプレグ種は、全長ストレート層５に繊維引張弾性率２４ｔ／ｍｍ２、樹脂含有率２５％、厚み０．１４６ｍｍの品番「ＴＲ３５０Ｃ−１７５Ｓ」を使用したが、全長ストレート層６、７には、繊維引張弾性率３０ｔ／ｍｍ２、樹脂含有率２５％、厚み０．１２４ｍｍの品番「ＭＲ３５０Ｃ−１５０Ｓ」を使用し、全長バイアス層１〜４には、繊維引張弾性率３０ｔ／ｍｍ２、樹脂含有率２５％、厚み０．１４５ｍｍの品番「ＭＲ３５０Ｃ−１７５Ｓ」を使用した。
二組のバイアスセット層Ａ１、Ａ２はいずれも厚みを０．２９０ｍｍとした。また、全長層６、７からなる最外ストレート層は厚みを０．２４８ｍｍとし、全長層５からなる内層のストレート層は厚みを０．１４６ｍｍとした。
【００７２】
（比較例２）
バイアスセット層Ａ１、Ａ２を内層部Ｉと外層部ＩＩとに分割配置せず、外層側にかためて配置し、フープ層も形成しなかった。
即ち、プリプレグの積層構成は、図９に示すように、計７層の全長層１〜７のうち内層部Ｉを形成する全長層１〜３のすべてを繊維角度０°のストレート層とし、中層部ＩＩＩ〜外層部ＩＩを形成する全長層４〜７には、繊維角度±４５°の２組のバイアスセット層Ａ１、Ａ２を配置した。
使用プリプレグ種は、最内全長ストレート層４に繊維引張弾性率２４ｔ／ｍｍ２、樹脂含有率２５％、厚み０．１４６ｍｍの品番「ＴＲ３５０Ｃ−１７５Ｓ」を使用した。全長ストレート層２、３には、繊維引張弾性率３０ｔ／ｍｍ２、樹脂含有率２５％、厚み０．１２４ｍｍの品番「ＭＲ３５０Ｃ−１５０Ｓ」を使用した。その他の全長バイアス層４〜７には、繊維引張弾性率３０ｔ／ｍｍ２、樹脂含有率２５％、厚み０．１４５ｍｍの品番「ＭＲ３５０Ｃ−１７５Ｓ」を使用した。
二組のバイアスセット層Ａ１、Ａ２はいずれも厚みを０．２９０ｍｍとした。また、全長層１からなる内層のストレート層は厚みを０．１４６ｍｍとし、全長層２、３からなるストレート層は厚みを０．２４８ｍｍとした。
【００７３】
（比較例３）
バイアスセット層Ａ１、Ａ２を内層部Ｉと外層部ＩＩに分割配置したが、フープ層は設けなかった。
即ち、プリプレグの積層構成は、図１０に示すように、計７層の全長層１〜７のうち、全長層１、２に、繊維角度±４５°の内側バイアスセット層Ａ１を配置し、全長層３、４を繊維角度０°のストレート層とし、全長層５、６に繊維角度±４５°の外層部のバイアスセット層Ａ２を配置し、最外全長層７を繊維角度０°のストレート層とした。
使用プリプレグ種は、全長ストレート層３に繊維引張弾性率２４ｔ／ｍｍ２、樹脂含有率２５％、厚み０．１４６ｍｍの品番「ＴＲ３５０Ｃ−１７５Ｓ」を使用した。他の全長層４、７には、繊維引張弾性率３０ｔ／ｍｍ２、樹脂含有率２５％、厚み０．１２４ｍｍの品番「ＭＲ３５０Ｃ−１５０Ｓ」を使用した。その他の全長バイアス層１、２、５、６には、繊維引張弾性率３０ｔ／ｍｍ２、樹脂含有率２５％、厚み０．１４５ｍｍの品番「ＭＲ３５０Ｃ−１７５Ｓ」を使用した。
二組のバイアスセット層Ａ１、Ａ２はいずれも厚みを０．２９０ｍｍとした。また、全長層３、４からなる内層のストレート層は厚みを０．２７０ｍｍとし、全長層７からなる最外ストレート層は厚みを０．１２４ｍｍとした。
【００７４】
（比較例４）
バイアスセット層Ａ１、Ａ２を内層部Ｉと外層部ＩＩに分割配置し、フープ層Ｂを内側バイアスセット層Ａ１に接触させて配置した。
即ち、プリプレグの積層構成は、図１１に示すように、計８層の全長層１〜８のうち、全長層１、２に繊維角度±４５°の内層部のバイアスセット層Ａ１を配置し、その外側の全長層３に繊維角度９０°のフープ層Ｂを配置し、全長層４、５を繊維角度０°のストレート層とした。全長層６、７は繊維角度±４５°の外層部のバイアスセット層Ａ２を形成し、最外全長層８を繊維角度０°のストレート層とした。
ストレート層、バイアスセット層Ａ１、Ａ２、フープ層Ｂのそれぞれに使用したプリプレグ種は、実施例１と同一とした。
二組のバイアスセット層Ａ１、Ａ２はいずれも厚みを０．２９０ｍｍとした。また、全長層４、５からなる内層のストレート層は厚みを０．２４８ｍｍとし、全長層８からなる最外ストレート層は厚みを０．１２４ｍｍとした。
【００７５】
（比較例５）
プリプレグの積層構成は実施例２と同一としたが、内層部と外層部のバイアスセット層Ａ１、Ａ２の繊維角度をいずれも±１５°とし、本発明のバイアス層の配向角度から外した。その他の構成および使用プリプレグ種も実施例２と同一とした。
【００７６】
（比較例６）
プリプレグの積層構成は実施例２と同一としたが、内層部と外層部のバイアスセット層Ａ１、Ａ２の繊維角度をいずれも±７５°とし、本発明のバイアス層の配向角度から外した。その他の構成および使用プリプレグ種も実施例２と同一とした。
【００７７】
（比較例７）
プリプレグの積層構成は実施例２と同一としたが、内層部のバイアスセット層Ａ１の繊維角度を±１５°とし、外層部のバイアスセット層Ａ２の繊維角度を±７５°とし、繊維角度比θ２／θ１を５とした。その他の構成および使用プリプレグ種も実施例２と同一とした。
【００７８】
（順式フレックスの測定）
順式フレックスとはシャフトのグリップ側（手元側）の硬さの指標であり、図１２に示すように、ヘッド側先端１１から７９９ｍｍの位置を支点Ｐ１とし、この支点Ｐ１からグリップ側後端１２寄りの１４０ｍｍの位置を固定点Ｐ２とし、ヘッド側先端１１から６４ｍｍの位置に２．７ｋｇの錘Ｗ１を吊り下げ、ヘット側先端１１の撓み量を測定して得たものである。
【００７９】
（トルクの測定）
前記トルク（ｄｅｇ）は、図１３に示すように、シャフト１０のヘッド側先端１１から４０ｍｍの位置を固定し、該ヘッド側先端１１から８６５ｍｍの点に１３６．３Ｎ・ｃｍ（１３．９ｋｇｆ・ｃｍ）のトルクを加え、そのときの捩じれ角度を測定したものである。
【００８０】
（３点曲げ強度の測定）
三点曲げ強度とは、製品安全協会が定める破壊強度である。図１４に示すように、３点でシャフト１０を支え、上方から荷重Ｆを加え、シャフト１０が破断した時の荷重値（ピーク値）を測定した。測定点は、シャフト１０のヘッド側先端１１から１７５ｍｍの位置（Ａ点）、５２５ｍｍの位置（Ｂ点）、９９３ｍｍの位置（Ｃ点）とした。支持点５１のスパンは３００ｍｍとした。（図示はＡ点測定の例）
【００８１】
（つぶし強度の測定）
万能圧縮試験機を用い、シャフト１０のグリップ側後端１２から１０ｍｍの位置、１００ｍｍの位置、２００ｍｍの位置、３００ｍｍの位置を中心に長さ約１０ｍｍの試験片を作成し圧縮試験を行い、その強力を示した。
【００８２】
表１から確認できるように、バイアス層を内層部Ｉと外層部ＩＩに分割配置した比較例３と分割配置しなかった比較例１、２とを比較すると、比較例３の方が、フレックスを大きくすること無く、かつ強度を低下させることなく、バランスよくトルクを小さくできることが確認できた。
さらに、バイアス層を分割配置すると共に、バイアス層に接触させてフープ層Ｂを形成した実施例１、２を、フープ層を設けなかった比較例３と比較すると、実施例１、２の方が、フレックスを大きくすること無く、トルクをより小さく、強度をより大きくできることが確認できた。これは、フープ層Ｂの断面変形抑制性能によって捩れ方向の変形が効果的に抑制されたことに因ると考えられる。
【００８３】
フープ層Ｂを外層部のバイアスセット層Ａ２に隣接配置した実施例１、２と、フープ層Ｂを内層部のバイアスセット層Ａ１に隣接配置した比較例４とを比較すると、実施例１、２の方がトルクを効果的に小さくできることが確認できた。
また、フープ層Ｂを外層部のバイアスセット層Ａ２の外側に隣接配置した実施例２と、内側に隣接配置した実施例１とを比較すると、実施例２の方がトルクをより低下できることが分かった。
【００８４】
内層部と外層部のバイアスセット層Ａ１、Ａ２の厚み比Ｔ２／Ｔ１が異なる実施例２〜実施例６を比較すると、厚み比が１〜１．４の範囲内の実施例２、３、６の結果は良好であったが、１未満の実施例４はトルク低下効果が弱まり、１．４を超えた実施例５は、フレックスが増大し強度も低下した。
【００８５】
バイアスセット層Ａ１、Ａ２の繊維角度が異なる実施例７〜１１および比較例５、６を比較すると、繊維角度が±２５°〜６５°の範囲内の実施例７〜１１はトルク、フレックス、強度がバランスよく良好であったが、繊維角度が±２５°〜６５°の範囲外の比較例５、６は、トルクを効果的に低下できなかった。
さらに、バイアスセット層Ａ１、Ａ２の繊維角度を小さくすると、シャフト先端側の強度が向上し、繊維角度を大きくすると、グリップ側の強度が向上する傾向であることが確認できた。
【００８６】
比較例７の結果から、内層部と外層部のバイアスセットセット層Ａ１、Ａ２の繊維角度比θ２／θ１を２より大きくすると、フレックスが増大するうえ、トルクを低下できないことが確認出来た。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の第一実施形態に係るゴルフクラブシャフトの概略図である。
【図２】図１に示すゴルフクラブシャフトのプリプレグの積層構成を示す図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】第２実施形態のプリプレグ積層構成を示す図である。
【図５】第３実施形態のプリプレグ積層構成を示す図である。
【図６】第４実施形態のプリプレグ積層構成を示す図である。
【図７】実施例１２のプリプレグ積層構成を示す図である。
【図８】比較例１のプリプレグ積層構成を示す図である。
【図９】比較例２のプリプレグ積層構成を示す図である。
【図１０】比較例３のプリプレグ積層構成を示す図である。
【図１１】比較例４のプリプレグ積層構成を示す図である。
【図１２】順式フレックスの測定方法を示す図である。
【図１３】トルクの測定方法を示す図である。
【図１４】三点曲げ強度の測定方法を示す図である。
【符号の説明】
【００８８】
１０ シャフト
２１〜３５ 繊維強化プリプレグ
４１〜４９ 全長層
Ａ１ 内側バイアスセット層
Ａ２ 外側バイアスセット層
Ｂ フープ層
Ｃ 最外全長ストレート層
Ｉ 内層部
ＩＩ 外層部
ＩＩＩ 中層部
表中の１〜８ 全長層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴルフクラブシャフトに関し、詳しくは、軽量なゴルフクラブシャフトの強度、方向性、飛距離の向上を図るものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、打球の飛距離向上のため、ゴルフクラブシャフトとヘッドの軽量化が進んでいる。そのため、ゴルフクラブシャフトの材料は、従来の主流であったスチールから、軽量で、比強度、比剛性の高いカーボン等の強化繊維を樹脂に含浸したプリプレグを積層した繊維強化樹脂製が主流となっている。
【０００３】
前記プリプレグを積層した繊維強化樹脂製のゴルフクラブシャフトでは、シャフト軸線に対して強化繊維の配向角度を傾斜させたバイアス層がトルクに影響を与えるためシャフトの内層部に配置し、シャフト軸線に対して強化繊維の配向角度を略平行としたストレート層がフレックスに影響を与えるため、シャフトの外層部に配置する構成が一般的である。
【０００４】
シャフトの軽量化は、プリプレグのボリューム（目付量や層数）の削減で実施することが一般的であるが、この手法では、強度低下を招きやすいと共に、トルクやフレックスが大きくなる点に問題がある。
即ち、シャフトの軽量化により、一般的にヘッドスピードは速くなるが、トルクが大きい場合はヘッドの返りが遅くなるため、方向性悪化の大きな原因となる。一方、フレックスが大きい場合は、シャフトが柔らかいため、撓り過ぎてエネルギーロスを生じ、飛距離増大の妨げとなる。
【０００５】
トルクを小さく方法としては、トルクに影響を与えるバイアス層の樹脂目付量増加、あるいは繊維種の高弾性化が一般的である。
フレックスを小さくする方法としては、フレックスに影響を与えるストレート層の樹脂目付量増加、あるいは繊維種の高弾性化が一般的である。
しかしながら、プリプレグの樹脂目付量ん増加は軽量化に反し、繊維種の高弾性化は繊維の引張弾性率が３０ｔ／ｍｍ２を超えると強度低下を招く点に問題がある。
そこで、軽量性と強度を維持しながら所望のフレックスとトルクを得ることが課題となっている。
【０００６】
この種の問題に関し、特開２００３−１８０８９０号（特許文献１）では、シャフトの中間部分に±２０°〜６５°のバイアス層を配置することで、軽量性を維持しながら、振動吸収性と方向性を向上させることが提案されている。しかしながら、この場合、バイアス層を追加すると軽量化に反し、ストレート層やフープ層に置き換えてバイアス層を配置する場合と曲げ強度やつぶし強度が低下しやすくなり、改善の余地がある。
【０００７】
また、特開２００４−３０５３３２号（特許文献２）では、シャフトの内層を繊維の配向角が±３５°〜５５°のバイアス層で形成すると共に、シャフトの外層をストレート層で形成し、かつ、最外層の少なくとも一部に繊維の配向角が±５°〜３０°のバイアス層を形成することが提案されている。
これにより、内層のバイアス層で捩じれ剛性を高め、外層のストレート層で曲げ剛性を高め、最外層のバイアス層で繊維の変形量を小さくし、曲げ強度を高めることができる。しかしながら、最外層は塗装の関係で研磨され、バイアス層が研磨されることで所期の強度やトルクが十分な性能が得られない恐れがある。
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−１８０８９０号公報
【特許文献２】特開２００４−３０５３３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は前記問題に鑑みてなされたもので、軽量性を備えると共に、所望のフレックスおよびトルクをバランスよく備え、優れた飛距離、打球方向性、強度を併せ持つゴルフクラブシャフトの提供を課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するために、本発明は、プリプレグの積層体からなるゴルフクラブシャフトであって、
シャフト全長に配置する前記プリプレグからなる全長層を少なくも６層備え、
前記全長層として、強化繊維のシャフト軸線に対する配向角θ°が±２５°以上±６５°以下の範囲内であると共に、前記配向角が＋θ°である一層のバイアス層と−θ°である一層のバイアス層とを互いの強化繊維が交差するように内側・外側バイアス層として重ね合わせて積層したバイアスセット層を少なくとも２組備え、
前記全長層の積層数のうち、シャフト内周側の半数を内層部、シャフト外周側の半数を外層部として分けると、少なくとも１組の前記バイアスセット層の外側バイアス層は前記外層部に配置している一方、他の少なくとも１組のバイアスセット層の内側バイアス層は前記内層部に配置し、
さらに、強化繊維のシャフト軸線に対する配向角が±８０°以上９０°以下の範囲内であるフープ層を、前記外層部のバイアス層に接触させて配置し、かつ、
前記外層部の最外全長層は、強化繊維のシャフト軸線に対する配向角が０°以上±１０°以下の範囲内であるストレート層としていることを特徴とするゴルフクラブシャフトを提供している。
【００１１】
前記プリプレグの積層数は、１枚のプリプレグによる１周層を１層として数えたものである。
また、前記全長層の積層数が偶数の場合は、半数ずつを内層部と外層部とに分けるが、奇数の場合は、中間の一層を中層部とし、該中層部を除いた半数ずつを内層部と外層部として規定している。
【００１２】
前記したように、少なくとも２組のバイアスセット層のうち、１組のバイアスセット層の外側バイアス層は前記外層部に配置していると一方、他の１組のバイアスセット層の内側バイアス層は前記内層部に配置している。
具体的には、１組のバイアスセット層は、その外側バイアス層と内側バイアス層の両方を外層部に配置する場合と、外側バイアス層は外層部に配置し、内側バイアス層は中層部または内層部に配置する場合の３つのパターンがある。
さらに、他の１組のバイアスセット層は、その外側バイアス層と内側バイアス層の両方を内層部に配置する場合と、内側バイアス層は内層部に配置し、外側バイアス層は中層部または外層部に配置する場合の３つのパターンがある。
いずれのパターンでもよいが、前記したように、少なくとも、１つのバイアスセット層の外側バイアス層が外層部に位置し、他のバイアスセット層の内側バイアス層が内層部に位置させ、積層構成としたシャフトの内周側と外周側とにバランス層をバランス良く配置している。
【００１３】
通常のシャフトでは中心側（即ち、内層側）に配置されることが多かったバイアス層を分割し、前記のように、本発明のゴルフクラブシャフトは、内層部と外層部にバランスよく配置することを特徴とし、該積層構成とすることで、軽量性を維持し、かつ、フレックスを大きくすることなく、トルク値を低下させることができ、打球方向性と飛距離の向上が可能となる。
【００１４】
また、バイアスセット層を構成する内側バイアス層および外側バイアス層は、その強化繊維のシャフト軸線に対する角度が小さいほど曲げ強度向上に寄与し、大きいほどつぶし強度向上に寄与する。本発明では、このバイアス層の繊維角度を±２５°以上６５°以下の範囲内で変更・調節することにより、シャフト強度をバランスよく高めている。
前記バイアス層の強化繊維の配向角を±２５°以上６５°以下の範囲内としているのは、±２５°未満あるいは±６５°より大きい配向角では、シャフト捩じれ方向から逸脱するため所望のトルクが得られず、打球方向性を向上できないことに因る。
なお、前記バイアス層は、配向角が＋θ°のプリプレグと−θ°のプリプレグとを貼り合わせた状態で巻きつけて積層しても、あるいは、一方を巻きつけた後に重ねて他方を巻きつけて積層してもよい。
【００１５】
また、本発明のシャフトでは、フープ層を外層部に配置するバイアス層に接触させて配置している。シャフト軸線に対して強化繊維を略直交方向とするフープ層は、断面変形抑制性能があり、フレックスを変えることなくつぶれ剛性、つぶれ強度を向上させ、その結果、３点曲げ強度の向上につながるという特徴を有する。
該フープ層は、外層部に配置するバイアス層に接触させて配置しており、このフープ層を接触させるバイアス層は、バイアスセット層における外側バイアス層でも良いし、内側バイアス層でもよい。しかしながら、フープ層により断面変形抑制性能をより効果的に発揮させるには、外層部に配置するバイアスセット層のうち、外側バイアス層の外周面に接触させて配置することが最も好ましい。
このように、外層部に配置するバイアス層にフープ層を接触させて配置することにより、フープ層の断面変形抑制性能によって、ねじれ方向の断面変形を抑えることができ、トルクをより効果的に低下させて打球方向性を一層向上させることができる。
【００１６】
さらに、本発明のシャフトでは、前記外層部の最外全長層にストレート層を配置していることにより、研磨による影響をバイアス層が受けずに済み、強度やトルクにおいて十分な性能を発揮することができる。
【００１７】
本発明のシャフトは、バイアスセット層、フープ層およびストレート層を前記のように配置した積層構成としていることにより、軽量シャフトとしても、優れた強度を備えると共に、所望のフレックスとトルクをバランスよく設定でき、打球飛距離と方向性を高めることができる。また、繊維角度の組み合わせによって、低下させたトルクを維持したまま強度を向上させることもできる。
【００１８】
前記シャフトの重量は５０ｇ以上７０ｇ以下とすることが好ましい。
その理由は５０ｇ未満ではシャフト重心点がヘッド側になるため、クラブバランスを調整する際に重いバランスにしか調整できず、スイング時に重く感じられ振り抜きにくいクラブとなる一方、７０ｇを越えると、ヘッドスピードが上がらず、飛距離が低下してしまうことに因る。
【００１９】
また、前記フープ層に使用するプリプレグは、強化繊維の引張弾性率が３０ｔ／ｍｍ２以上８０ｔ／ｍｍ２以下とし、樹脂含有率は３０％以上４０％以下とすることが好ましい。
フープ層の強化繊維の引張弾性率を３０〜８０ｔ／ｍｍ２としているのは、３０ｔ／ｍｍ２未満では必要な断面変形抑制性能が得られず、８０ｔ／ｍｍ２を超えると、繊維の弾性が強くなりすぎて積層密着が困難になることに因る。
前記「引張弾性率」は、ＪＩＳＲ７６０１：１９８６「炭素繊維試験方法」に準拠して測定している。
また、フープ層の樹脂含量率を３０％以上４０％以下としているのは、３０％未満ではフープ層の積層密着力が低下し、４０％を超えると、フープ層が厚くなりすぎて重量増加を招くことに因る。
【００２０】
前記内層部の前記バイアスセット層の強化繊維の配向角を±θ１°とし、外層部の前記バイアスセット層の強化繊維の配向角を±θ２°とすると、θ２／θ１は１以上２以下の範囲内であることが好ましい。
このように内外バイアスセット層の繊維角度比θ２／θ１を設定することにより、シャフトの重量あるいは肉厚に応じた強度向上が可能となる。即ち、θ２／θ１を１以上２以下としているのは、１未満では、フレックス値は維持できるが、つぶし方向の強度が低下することで曲げ強度も低下してしまい、２より大きくすると、強度は維持できるが、フレックスが大きくなりすぎて、エネルギーロスによる飛距離低下を生じることに因る。
このθ２／θ１の下限は、より好ましくは１．２以上、さらには１．３以上、上限は１．８以下、さらには１．５以下が好ましい。
【００２１】
内層部のバイアスセット層の前記繊維角度θ１は、小さい方が曲げ強度が向上するため、２５°以上５０°以下が好ましく、さらには２５°以上４５°以下が好ましく、特に２５°以上４０°以下が好ましい。
外層部のバイアスセット層の前記繊維角度θ２は、大きい方がつぶし方向の強度が向上し、肉厚の薄い軽量シャフトではつぶし方向の強度向上に伴い曲げ強度も向上するため、４０°以上６５°以下が好ましく、さらには４５°以上６５°以下、特に５０°以上６５°以下が好ましい。
【００２２】
前記内層部のバイアスセット層の総厚さＴ１と、前記外層部のバイアスセット層の総厚さＴ２の比Ｔ２／Ｔ１は、１以上１．４以下の範囲内であることが好ましい。
これにより、シャフト強度を維持しながらトルクを小さくすることが可能となる。
即ち、前記厚み比Ｔ２／Ｔ１を１以上１．４以下としているのは、１未満ではトルク低下の効果が小さく、方向性が向上せず、１．４より大きくすると、トルクが低下して捩じれにくいシャフトとなるが、相対的にストレート層が内寄りに配置されることになり、フレックスが増大し、強度が低下することに因る。好ましくは、Ｔ２／Ｔ１の下限は１．１以上がよい。
【００２３】
前記全長層の積層数が奇数の場合は、中間の一層を中層部とし、該中層部としてストレート層を配置することが好ましい。このように中層部としてストレート層を配置すると、フレックスの増大を抑えてトルクを小さくすることができる。
【００２４】
前記プリプレグに用いられる樹脂としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等が挙げられるが、強度と剛性の点より、熱硬化性樹脂が好ましく、特にエポキシ系樹脂が好ましい。
【００２５】
熱硬化性樹脂としては、エポキシ系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、フェノール系樹脂、メラミン系樹脂、ユリア系樹脂、ジアリルフタレート系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリイミド系樹脂、ケイ素樹脂等が挙げられる。
熱可塑性樹脂としては、ポリアミド樹脂、飽和ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリアセタール系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、ＡＳ樹脂、メタクリル樹脂、ポリプロピレン樹脂、フッ素樹脂等が挙げられる。
【００２６】
前記プリプレグに用いられる強化繊維としては、比重が小さく弾性率と強度が高いという点からカーボン繊維が好ましいが、その他、一般に高性能強化繊維として使用される繊維が用いられる。例えば、黒鉛繊維、アラミド繊維、炭化ケイ素繊維、アルミナ繊維、ボロン繊維、ガラス繊維等が挙げられる。
【発明の効果】
【００２７】
上述のように本発明によれば、トルクに影響するバイアス層を、増加するのではなく、内層部と外層部とに分割してバランスよく配置し、かつ、最外全長層にストレート層を配置することにより、重量増加を抑制すると共に強度、フレックスを維持しながら、トルクを低下させることができ、さらに、外側のバイアスセット層に接触させてフープ層を配置することにより、フープ層が有する断面変形抑制性能をトルク低下に寄与させることができ、捩れ方向の断面変形が抑制されるため、トルクを一層効果的に低下させることができる。従って、軽量性、優れた強度、優れた飛距離と方向性の全てをバランスよく備えるゴルフシャフトとすることができる。
【００２８】
また、バイアス層の繊維角度を±２５°〜６５°の範囲内で変更、調節することで、低いトルクを維持したまま曲げ強度とつぶし強度を増減できるため、所望のトルクとシャフト強度とをバランスよく得ることができる。
【００２９】
さらに、内側のバイアスセット層の繊維角度θ１°と外側のバイアスセット層の繊維角度θ２°の比θ２／θ１を１以上２以下とすることにより、所望のつぶし強度と所望のフレックスをバランスよく得ることができる。
また、内側のバイアスセット層の厚みＴ１と外側のバイアスセット層の厚みＴ２の比Ｔ２／Ｔ１を１以上１．４以下とすることにより、トルクの低下効果と、所望のフレックスをバランスよく得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１乃至図３に本発明の第一実施形態に係るゴルフクラブ用のシャフト１０を示す。
【００３１】
シャフト１０は、図２に示すプリプレグ２１〜３２の積層体からなるテーパー状の長尺な管状体よりなり、前記プリプレグ２１〜３２のうちプリプレグ２２、２３、２５〜３０の８層はシャフトの全長に配置する全長層（１〜８）を形成している。
図１に示すように、シャフト１０の小径側のヘッド側先端１１にはヘッド１３が取り付けられ、大径側のグリップ側後端１２にはグリップ１４が取り付けられている。本実施形態では、シャフト１０の全長は１１９５ｍｍとし、シャフト重量は６３ｇとしている。
【００３２】
前記シャフト１０は、図２に示すように、前記プリプレグ２１〜３２を、内側からプリプレグ２１〜３２の順にシートワインディング製法によりマンドレル２０に１周ずつ巻きつけて積層した後、ポリエチレン製やポリエチレンテレフタレート製等のテープで圧力をかけながらラッピングし、これをオーブン中で加熱加圧し樹脂を硬化させて一体的に成形し、その後、マンドレル２０を引き抜いてシャフト１０を製造している。シャフト表面は研磨を行った後、両端をカットして塗装している。
【００３３】
シャフト１０を構成する前記プリプレグ２１〜３２はいずれも、カーボン繊維からなる強化繊維Ｆ２１〜Ｆ３２を引き揃えてエポキシ樹脂を含浸させてなり、樹脂含有率はフープ層のプリプレグ以外はすべて２５％とし、フープ層のプリプレグは３０％〜４０％としている。前記強化繊維Ｆ２１〜Ｆ３２の引張弾性率は３０ｔ／ｍｍ２としている。
【００３４】
詳しくは、プリプレグ２１は、ヘッド側先端部に部分的に配置され、長さを１９７ｍｍとし、強化繊維Ｆ２１は、シャフト軸線に対してなす配向角を０°としている。
プリプレグ２２、２３はいずれも、シャフト全長に配置され、強化繊維Ｆ２２は、シャフト軸線に対してなす配向角を−４５°とし、強化繊維Ｆ２３は、シャフト軸線に対してなす配向角を＋４５°としている。この２枚の繊維強化プリプレグ２２、２３を、互いの強化繊維Ｆ２２、Ｆ２３が交差するように重ねて貼りあわせた状態で巻き付けて、後述の内層部側のバイアスセット層Ａ１を形成している。
プリプレグ２４は、ヘッド側先端部に部分的に配置され、長さを２６７ｍｍとし、強化繊維Ｆ２４は、シャフト軸線に対してなす配向角を０°とし、ストレート層を形成している。
プリプレグ２５、２６はいずれも、シャフト全長に配置され、強化繊維Ｆ２５、２６は、シャフト軸線に対してなす配向角を０°とし、ストレート層を形成している。
プリプレグ２７、２８はいずれも、シャフト全長に配置され、強化繊維Ｆ２７は、シャフト軸線に対してなす配向角を−４５°とし、強化繊維Ｆ２８は、シャフト軸線に対してなす配向角を＋４５°としている。この２枚の繊維強化プリプレグ２７、２８を、互いの強化繊維Ｆ２７、Ｆ２８が交差するように重ねて貼りあわせた状態で巻き付けて、後述の外層部側のバイアスセット層Ａ２を形成している。
プリプレグ２９は、シャフト全長に配置され、強化繊維Ｆ２９はシャフト軸線に対してなす配向角を９０°とし、フープ層Ｂを形成している。
プリプレグ３０は、シャフト全長に配置され、強化繊維Ｆ３０は、シャフト軸線に対してなす配向角を０°とし、後述の最外周ストレート層Ｃを形成している。
プリプレグ３１は、ヘッド側先端部に部分的に配置され、長さを２１７ｍｍとし、強化繊維Ｆ３１は、シャフト軸線に対してなす配向角を０°としている。
プリプレグ３２は、ヘッド側先端部に部分的に配置され、長さを１６７ｍｍとし、強化繊維Ｆ３２は、シャフト軸線に対してなす配向角を０°としている。
【００３５】
前記シャフト１０は、前記のように、プリプレグ２２、２３、２５、２６、２７、２８、２９、３０からなる計８層の全長層を備えている。
詳しくは、図３に示すように、シャフト内周側４層の全長層２２、２３、２５、２６からなる内層部Ｉと、その外周側４層の全長層２７、２８、２９、３０、３１からなる外層部ＩＩとに分けると、内層部Ｉにプリプレグ２２、２３で形成される内層側のバイアスセット層Ａ１を配置している。該内層部のバイアスセット層Ａ１では、プリプレグ２２が内側バイアス層、プリプレグ２３が外側バイアス層となる。
一方、前記外層部ＩＩに、プリプレグ２７と２８で形成される外層側のバイアスセット層Ａ２を配置している。該外層部のバイアスセット層Ａ２では、プリプレグ２７が内層側バイアス層、プリプレグ２８が外層側バイアス層となる。
【００３６】
前記外層部ＩＩには、プリプレグ２９で形成される前記フープ層Ｂを、前記外層部のバイアスセット層Ａ２の外側バイアス層２８の外周面に接触させて配置している。また、外層部ＩＩの最外全長層には前記のようにプリプレグ３０を配置し、最外全長ストレート層Ｃとしている。
【００３７】
前記内層部Ｉのバイアスセット層Ａ１の強化繊維の配向角を±θ１°は±４５°であり、外層部ＩＩのバイアスセット層Ａ２の強化繊維の配向角を±θ２°は±４５°である。
よって、θ２／θ１は１である。
【００３８】
前記内層部Ｉのバイアスセット層Ａ１の総厚み（Ｔ１）と、外層部ＩＩのバイアスセット層Ａ２の総厚み（Ｔ２）は、いずれも０．２９０ｍｍとしている。
【００３９】
前記構成よりなるシャフト１０は、トルクに影響を与えるバイアス層の積層数やプリプレグ目付量を増やすのではなく、従来であればシャフト内層部にのみ配置されていた全長バイアス層を、内層部Ｉにバイアスセット層Ａ１を配置し、外層部ＩＩにバイアスセット層Ａ２を配置して分割している。このように、内層部Ｉのみでなく外層部ＩＩにもバランスよく配置しているため、シャフト重量を増加することなく、かつ、フレックスや強度を維持したまま、トルクを低下させることが可能となる。
【００４０】
また、前記フープ層Ｂは外層部ＩＩのバイアスセット層Ａ２の外側バイアス層のプリプレグ２８の外周面に接触させて配置しているため、フープ層Ｂが有する断面変形抑制性能が効果的に発揮されて強度が向上すると共に、フープ層Ｂの断面変形抑制性能を、トルクに大きな影響を与える外層部ＩＩのバイアスセット層Ａ２のトルク低下性能に寄与させることができるため、トルクを一層効果的に低下させることができる。
【００４１】
さらに、最外全長層としてプリプレグ３０からなるストレート層Ｃを配置しているため、外層部ＩＩのバイアスセット層Ａ２は、塗装の関係で必要となる研磨の影響を受けずに済み、トルク低下効果を十分に発揮することができる。
【００４２】
これらにより、軽量性を備え、かつ強度、飛距離、方向性に優れたシャフトを実現することができる。
さらに、前記内外層部のバイアスセット層Ａ１、Ａ２の強化繊維Ｆ２２、Ｆ２３、Ｆ２７、Ｆ２８の配向角は、いずれも＋４５°あるいは−４５°であり、±２５°以上６５°以下の範囲内であるため、トルク低下効果を十分発揮できると共に、曲げ方向およびつぶし方向のシャフト強度もバランスよく高めることができる。
【００４３】
また、内層部Ｉのバイアスセット層Ａ１の強化繊維Ｆ２２、Ｆ２３の配向角に対する外層部ＩＩのバイアスセット層Ａ２の強化繊維Ｆ２７、Ｆ２８の配向角の比θ２／θ１は１であり、１〜２の範囲内であるため、フレックスの増大を抑制しながらシャフト強度を高めることができる。
さらに、内層部Ｉのバイアスセット層Ａ１の厚みＴ１に対する外層部ＩＩのバイアスセット層Ａ２の厚みＴ２の比Ｔ２／Ｔ１は１であり、１〜１．４の範囲内であるため、フレックスの増大を抑制しながらバランスよくトルクを低下させることができる。
【００４４】
さらにまた、前記フープ層Ｂは、強化繊維Ｆ２９の引張弾性率が３０ｔ／ｍｍ２であり、樹脂含有率が３７．５％であるため、フープ層Ｂの良好な積層密着と重量増加抑制とをバランスよく実現できる。
【００４５】
図４に本発明の第２実施形態を示す。
本実施形態は、フープ層Ｂとなるプリプレグ３３を外層部ＩＩのバイアスセット層Ａ２の内側バイアス層を構成するプリプレグ２７の内周面に接触させて配置している。また、該バイアスセット層Ａ２の外側バイアス層を構成するプリプレグ２８の外周面に最外層全長層のストレート層Ｃを構成するプリプレグ３０を配置している。
【００４６】
即ち、製造工程におけるプリプレグの巻き付け順は、まず、プリプレグ２１〜２６を内側から順次に積層した後、強化繊維Ｆ３３のシャフト軸線に対する配向角を９０°とするプリプレグ３３を巻きつけてフープ層Ｂを積層し、次に、プリプレグ２７、２８を巻きつけてバイアスセット層Ａ２を形成し、次いで、プリプレグ３０〜３２を順次積層している。これにより、計８層の全長層１〜８は、プリプレグ２２、２３、２５、２６、３３、２７、２８、３０で形成している。
他の構成は第１実施形態と同様であり、同一符号を付して説明を省略する。
【００４７】
本実施形態においても、トルクに大きく影響する外層部ＩＩのバイアスセット層Ａ２に接触させてフープ層Ｂを配置しているため、フープ層Ｂの断面変形抑制性能をトルク低下に効果的に寄与させることができる。
【００４８】
図５に本発明の第３実施形態を示す。
本実施形態のシャフトでは、プリプレグ２２、２３、２５、２７、２８、２９、３４、３０によって計８層の全長層を形成している。
プリプレグ２７と２８とからなるバイアスセット層Ａ２のうち、外側バイアス層となるプリプレグ２８は外層部ＩＩに配置しているが、内側バイアス層となるプリプレグ２７は内層部Ｉに配置している。即ち、バイアスセット層Ａ２では内側バイアス層を内層部に、外側バイアス層を外層部に配置し、内層部と外層部とに分割配置している。
また、該内層部Ｉにプリプレグ２２と２３とからなるバイアスセット層Ａ１を配置している。
該内層部Ｉにおいて、バイアスセット層Ａ１の外側バイアス層となるプリプレグ２３の外周に、全長層としてストレート層となるプリプレグ２５を配置し、該プリプレグ２５の外周にバイアスセット層Ａ２を配置している。
外層部ＩＩでは、前記バイアスセット層Ａ２の外側バイアス層のプリプレグ２８の外周にフープ層Ｂとなるプリプレグ２９を配置している。該フープ層Ｂとプリプレグ３０からなる最外全長ストレート層Ｃとの間に、強化繊維Ｆ３４のシャフト軸線に対する配向角を０°とするプリプレグ３４からなる全長ストレート層を配置している。
【００４９】
即ち、製造工程におけるプリプレグの巻き付け順は、まず、プリプレグ２１〜２５を内側から順次積層した後、プリプレグ２７、２８を巻き付けてバイアスセット層Ａ２を形成し、次いで、プリプレグ２９を巻き付けてフープ層Ｂを形成し、次いで、プリプレグ３４の次にプリプレグ３０を巻き付けて最外全長ストレート層Ｃを形成し、最後に、プリプレグ３１、３２をヘッド側先端部に順次積層している。
その他の構成は前記第１実施形態と同様であり、同一符号を付して説明を省略する。
【００５０】
本実施形態においても、プリプレグ２２、２３で形成されるバイアスセット層Ａ１を内層部Ｉに配置し、プリプレグ２７、２８で形成されるバイアスセット層Ａ２のうち外側バイアス層のプリプレグ２８が外層部ＩＩに配置し、バイアス層を内層部Ｉと外層部ＩＩとに分散配置している。
また、外層部ＩＩに位置するバイアスセット層Ａ２の外側バイアス層の外周面にフープ層Ｂを接触配置し、最外周ストレート層Ｃを設けている。これにより、重量増大とフレックス増大を抑制しながら、バランスよく、かつ、効果的にトルクを低下させることができる。
【００５１】
図６に本発明の第４実施形態を示す。
本実施形態は、プリプレグ２２、２３、２５、２６、３５、２７、２８、２９、３０によって計９層の全長層を設けている。この９層の全長層のうち、シャフト中心側の４層を内層部Ｉとし、外周側の４層を外層部ＩＩとし、中間のＩ層のプリプレグ３５を中層部ＩＩＩとしている。
該中層部ＩＩＩのプリプレグ３５は、強化繊維Ｆ３５のシャフト軸線方向に対する配向角を０°とするストレート層を形成するプリプレグとしている。
【００５２】
前記内層部Ｉにはプリプレグ２２と２３とからなるバイアスセット層Ａ１、外層部ＩＩにはプリプレグ２７、２８からなるバイアスセット層Ａ２を配置している、また、外層部ＩＩのバイアスセット層Ａ２の外側バイアス層のプリプレグ２８の外周面にフープ層Ｂとなるプリプレグ２９を接触させて配置し、該プリプレグ２９の外周面に最外層全長層のストレート層Ｃとなるプリプレグ３０を配置している。これにより、フレックスの増大を最小限に抑えながら、トルクを低下させることができる。
【００５３】
（実施例）
以下に、本発明のゴルフクラブシャフトの実施例１〜１３および比較例１〜７について詳述する。
下記の表１および表２に示すように、表１に示す実施例１〜１３は全て全長層１〜８を８層備えたものとし、表２に示す比較例１〜３は全長層を７層とし、比較例４〜７は８層とした。
バイアス層は全て±４５°とし、フープ層は９０°とし、ストレート層は０°とした。
フープ層の有無またはフープ層の積層位置、バイアス層の積層位置、および厚みを異ならせた実施例１〜１３および比較例１〜７を作製し、順式フレックス、トルク、３点曲げ強度、つぶし強度を測定し、その結果を表１および表２に示した。
【００５４】
【表１】
【００５５】
【表２】
【００５６】
【表３】
【００５７】
実施例１〜１３および比較例１〜７のいずれも、カーボン繊維を強化繊維としてエポキシ樹脂を含浸してなる三菱レイヨン社製のプリプレグを用い、シートワインディング製法により作製し、その作製方法は前記第一実施形態と同一とした。表１には全長層１〜８（１〜７）ついてのみ記載した。
また、実施例１〜１３および比較例１〜７はいずれも、シャフト長さを１１９５ｍｍとし、各実施例および比較例のシャフト重量およびシャフトバランスは、表１に示すとおり設定した。
【００５８】
（実施例１）
プリプレグの積層構成を前記第２実施形態と同一構成とし、バイアスセット層Ａ１を内層部Ｉに、バイアスセット層Ａ２を外層部ＩＩに配置すると共に、バイアスセット層Ａ２の内周側に接触させてフープ層Ｂを配置した。最外全長層に繊維角度０°のストレート層を形成した。バイアスセット層Ａ１、Ａ２の繊維角度の比θ２／θ１は１とした。
全長層１、２、６、７には、繊維引張弾性率３０ｔ／ｍｍ２、樹脂含有率２５％、厚み０．１４５ｍｍの品番「ＭＲ３５０Ｃ−１７５Ｓ」を使用した。全長層３、４、８には、繊維引張弾性率３０ｔ／ｍｍ２、樹脂含有率２５％、厚み０．１２４ｍｍの品番「ＭＲ３５０Ｃ−１５０Ｓ」を使用した。フープ層Ｂを形成する全長層５には、繊維引張弾性率３０ｔ／ｍｍ２、樹脂含有率３７．５％、厚み０．０２１ｍｍの品番「ＭＲ３５０Ｃ−０２５Ｓ」を使用した。
内層部のバイアスセット層Ａ１の厚みＴ１は０．２９０ｍｍとし、外層部バイアスセット層Ａ２の厚みＴ２は０．２９０ｍｍとし、Ｔ２／Ｔ１を１に設定した。また、全長層３、４からなる内層のストレート層の厚みは０．２４８ｍｍとし、全長層８からなる外層のストレート層８の厚みは０．１２４ｍｍとした。
【００５９】
（実施例２）
プリプレグの積層構成を前記第１実施形態と同一構成とし、バイアスセット層Ａ１を内層部Ｉに、バイアスセット層Ａ２を外層部ＩＩに配置すると共に、バイアスセット層Ａ２の外側バイアス層の外周に接触させてフープ層Ｂを配置した。さらに最外全長層８に繊維角度０°のストレート層を配置した。バイアスセット層Ａ１、Ａ２の繊維角度の比θ２／θ１は１に設定した。
前記ストレート層、バイアスセット層Ａ１、Ａ２およびフープ層Ｂのそれぞれに使用したプリプレグ種は前記実施例１と同一とした。
バイアスセット層Ａ１の厚みＴ１は０．２９０ｍｍとし、バイアスセット層Ａ２の厚みＴ２は０．２９０ｍｍとし、Ｔ２／Ｔ１を１に設定した。また、全長層３、４からなる内層のストレート層の厚みは０．２４８ｍｍとし、全長層８からなる外層ストレート層の厚みは０．１２４ｍｍとした。
【００６０】
（実施例３）
内層部と外層部のバイアスセット層Ａ１、Ａ２の厚みの比Ｔ２／Ｔ１を変えた。
即ち、内層部のバイアスセット層Ａ１には、繊維引張弾性率３０ｔ／ｍｍ２、樹脂含有率２５％、厚み０．１２４ｍｍの品番「ＭＲ３５０Ｃ−１５０Ｓ」を使用した。外層部のバイアスセット層Ａ２には、繊維引張弾性率３０ｔ／ｍｍ２、樹脂含有率２５％、厚み０．０８３ｍｍの品番「ＭＲ３５０Ｃ−１００Ｓ」を２周回分ずつ使用した。
これにより、バイアスセット層Ａ１の厚みＴ１を０．２４８ｍｍとし、バイアスセット層Ａ２の厚みＴ２を０．３５２ｍｍとし、Ｔ２／Ｔ１を１．４２に設定した。
その他の使用プリプレグ種およびプリプレグの積層構成は実施例２と同一とした。
【００６１】
（実施例４）
内層部と外層部のバイアスセット層Ａ１、Ａ２の厚みの比Ｔ２／Ｔ１を変えた。
即ち、内層部のバイアスセット層Ａ１には、繊維引張弾性率３０ｔ／ｍｍ２、樹脂含有率２５％、厚み０．０８３ｍｍの品番「ＭＲ３５０Ｃ−１００Ｓ」を２周回分ずつ使用した。外層部のバイアスセット層Ａ２には、繊維引張弾性率３０ｔ／ｍｍ２、樹脂含有率２５％、厚み０．１２４ｍｍの品番「ＭＲ３５０Ｃ−１５０Ｓ」を使用した。
これにより、バイアスセット層Ａ１の厚みＴ１を０．３５２ｍｍとし、バイアスセット層Ａ２の厚みＴ２を０．２４８ｍｍとし、Ｔ２／Ｔ１を０．７０に設定した。
その他の使用プリプレグ種およびプリプレグの積層構成は実施例２と同一とした。
【００６２】
（実施例５）
内層部と外層部のバイアスセット層Ａ１、Ａ２の厚みの比Ｔ２／Ｔ１を変えた。
即ち、内層部のバイアスセット層Ａ１には、繊維引張弾性率３０ｔ／ｍｍ２、樹脂含有率２５％、厚み０．１０３ｍｍの品番「ＭＲ３５０Ｃ−１２５Ｓ」を使用した。外層部のバイアスセット層Ａ２には、繊維引張弾性率３０ｔ／ｍｍ２、樹脂含有率２５％、厚み０．１０３ｍｍの品番「ＭＲ３５０Ｃ−１２５Ｓ」を２周回分ずつ使用した。
これにより、バイアスセット層Ａ１の厚みＴ１を０．２０６ｍｍとし、バイアスセット層Ａ２の厚みＴ２を０．４１２ｍｍとし、Ｔ２／Ｔ１を２に設定した。
その他の使用プリプレグ種およびプリプレグの積層構成は実施例２と同一とした。
【００６３】
（実施例６）
内層部と外層部のバイアスセット層Ａ１、Ａ２の厚みの比Ｔ２／Ｔ１を変えた。
即ち、内層部のバイアスセット層Ａ１には、繊維引張弾性率３０ｔ／ｍｍ２、樹脂含有率２５％、厚み０．０８３ｍｍの品番「ＭＲ３５０Ｃ−１００Ｓ」を２周回分ずつ使用した。外層部のバイアスセット層Ａ２には、繊維引張弾性率３０ｔ／ｍｍ２、樹脂含有率２５％、厚み０．１０３ｍｍの品番「ＭＲ３５０Ｃ−１２５Ｓ」を使用した。
これにより、バイアスセット層Ａ１の厚みＴ１を０．３５２ｍｍとし、バイアスセット層Ａ２の厚みＴ２を０．４１２ｍｍとし、Ｔ２／Ｔ１を１．１７に設定した。
その他の使用プリプレグ種およびプリプレグの積層構成は実施例２と同一とした。
【００６４】
（実施例７）
内層部と外層部のバイアスセット層Ａ１、Ａ２の繊維角度を変えた。即ち、内層部のバイアスセット層Ａ１と外層部バイアスセット層Ａ２の繊維角度を、ともに±３０°とした。
使用プリプレグ種およびプリプレグの積層構成は実施例２と同一とした。
【００６５】
（実施例８）
内層部と外層部のバイアスセット層Ａ１、Ａ２の繊維角度を変えた。即ち、内層部のバイアスセット層Ａ１と外層部のバイアスセット層Ａ２の繊維角度を、ともに±６０°とした。使用プリプレグ種およびプリプレグの積層構成は実施例２と同一とした。
【００６６】
（実施例９）
内層部と外層部のバイアスセット層Ａ１、Ａ２の繊維角度の比θ２／θ１を変えた。即ち、内層部のバイアスセット層Ａ１の繊維角度θ１を±３０°とし、外層部のバイアスセット層Ａ２の繊維角度θ２を±６０°とし、繊維角度比θ２／θ１を２とした。使用プリプレグ種およびプリプレグの積層構成は実施例２と同一とした。
【００６７】
（実施例１０）
内層部と外層部のバイアスセット層Ａ１、Ａ２の繊維角度の比θ２／θ１を変えた。即ち、内層部のバイアスセット層Ａ１の繊維角度θ１を±３０°とし、外層部のバイアスセット層Ａ２の繊維角度θ２を±４５°とし、繊維角度比θ２／θ１を１．５０とした。使用プリプレグ種およびプリプレグの積層構成は実施例２と同一とした。
【００６８】
（実施例１１）
内層部と外層部のバイアスセット層Ａ１、Ａ２の繊維角度の比θ２／θ１を変えた。即ち、内層部のバイアスセット層Ａ１の繊維角度θ１を±４５°とし、外層部のバイアスセット層Ａ２の繊維角度θ２を±６０°とし、繊維角度比θ２／θ１を１．３３とした。使用プリプレグ種およびプリプレグの積層構成は実施例２と同一とした。
【００６９】
（実施例１２）
全長層１〜８のうち、内層部Ｉの積層構成を変えた。
即ち、図７に示すように、内層部Ｉは、最内全長層１に繊維角度０°のストレート層を配置し、その外側の全長層２、３に内層部のバイアスセット層Ａ１を配置し、その外側の全長層４をストレート層とし、内層部のバイアスセット層Ａ１を２つのストレート層で挟む構成とした。
外層部ＩＩのプリプレグの積層構成は実施例２と同一とした。また、ストレート層、バイアスセット層Ａ１、Ａ２およびフープ層Ｂのそれぞれに使用するプリプレグ種も実施例２と同一とした。
【００７０】
（実施例１３）
プリプレグの積層構成は前記第３実施形態と同一とした。即ち、内層部Ｉのストレート層を１層減らす一方、外層部ＩＩのストレート層を１層増やし、外層部のバイアスセット層Ａ２のうち外側の層５は外層部ＩＩに配置したが、内側の層４は内層部Ｉに配置した。
詳しくは、内周側から順に全長層１、２に繊維角度±４５°の内層部のバイアスセット層Ａ１を形成し、全長層３に繊維角度０°のストレート層を形成した。全長層４、５に繊維角度±４５°のバイアスセット層Ａ２を形成し、全長層６に繊維角度９０°のフープ層Ｂを形成し、全長層７、８に繊維角度０°のストレート層を形成した。
ストレート層、バイアスセット層Ａ１、Ａ２およびフープ層Ｂのそれぞれに使用したプリプレグ種は実施例２と同一とした。
内層部のバイアスセット層Ａ１の厚みＴ１は０．２９０ｍｍとし、バイアスセット層Ａ２の厚みＴ２は０．２９０ｍｍとし、Ｔ２／Ｔ１を１に設定した。また、全長層３からなる内層のストレート層の厚みは０．１２４ｍｍとし、全長層７、８からなる外層のストレート層の厚みは０．２４８ｍｍとした。
【００７１】
（比較例１）
バイアスセット層Ａ１、Ａ２を内層部と外層部とに分割配置せず、内層側にかためて配置し、フープ層も形成しなかった。
即ち、プリプレグの積層構成は、図８に示すように、計７層の全長層１〜７のうち内層部Ｉから中層部ＩＩＩを形成する全長層１〜４に、繊維角度±４５°の２組のバイアスセット層Ａ１、Ａ２を配置し、外層部ＩＩを形成する全長層５〜７のすべてを繊維角度０°のストレート層とした。
使用プリプレグ種は、全長ストレート層５に繊維引張弾性率２４ｔ／ｍｍ２、樹脂含有率２５％、厚み０．１４６ｍｍの品番「ＴＲ３５０Ｃ−１７５Ｓ」を使用したが、全長ストレート層６、７には、繊維引張弾性率３０ｔ／ｍｍ２、樹脂含有率２５％、厚み０．１２４ｍｍの品番「ＭＲ３５０Ｃ−１５０Ｓ」を使用し、全長バイアス層１〜４には、繊維引張弾性率３０ｔ／ｍｍ２、樹脂含有率２５％、厚み０．１４５ｍｍの品番「ＭＲ３５０Ｃ−１７５Ｓ」を使用した。
二組のバイアスセット層Ａ１、Ａ２はいずれも厚みを０．２９０ｍｍとした。また、全長層６、７からなる最外ストレート層は厚みを０．２４８ｍｍとし、全長層５からなる内層のストレート層は厚みを０．１４６ｍｍとした。
【００７２】
（比較例２）
バイアスセット層Ａ１、Ａ２を内層部Ｉと外層部ＩＩとに分割配置せず、外層側にかためて配置し、フープ層も形成しなかった。
即ち、プリプレグの積層構成は、図９に示すように、計７層の全長層１〜７のうち内層部Ｉを形成する全長層１〜３のすべてを繊維角度０°のストレート層とし、中層部ＩＩＩ〜外層部ＩＩを形成する全長層４〜７には、繊維角度±４５°の２組のバイアスセット層Ａ１、Ａ２を配置した。
使用プリプレグ種は、最内全長ストレート層４に繊維引張弾性率２４ｔ／ｍｍ２、樹脂含有率２５％、厚み０．１４６ｍｍの品番「ＴＲ３５０Ｃ−１７５Ｓ」を使用した。全長ストレート層２、３には、繊維引張弾性率３０ｔ／ｍｍ２、樹脂含有率２５％、厚み０．１２４ｍｍの品番「ＭＲ３５０Ｃ−１５０Ｓ」を使用した。その他の全長バイアス層４〜７には、繊維引張弾性率３０ｔ／ｍｍ２、樹脂含有率２５％、厚み０．１４５ｍｍの品番「ＭＲ３５０Ｃ−１７５Ｓ」を使用した。
二組のバイアスセット層Ａ１、Ａ２はいずれも厚みを０．２９０ｍｍとした。また、全長層１からなる内層のストレート層は厚みを０．１４６ｍｍとし、全長層２、３からなるストレート層は厚みを０．２４８ｍｍとした。
【００７３】
（比較例３）
バイアスセット層Ａ１、Ａ２を内層部Ｉと外層部ＩＩに分割配置したが、フープ層は設けなかった。
即ち、プリプレグの積層構成は、図１０に示すように、計７層の全長層１〜７のうち、全長層１、２に、繊維角度±４５°の内側バイアスセット層Ａ１を配置し、全長層３、４を繊維角度０°のストレート層とし、全長層５、６に繊維角度±４５°の外層部のバイアスセット層Ａ２を配置し、最外全長層７を繊維角度０°のストレート層とした。
使用プリプレグ種は、全長ストレート層３に繊維引張弾性率２４ｔ／ｍｍ２、樹脂含有率２５％、厚み０．１４６ｍｍの品番「ＴＲ３５０Ｃ−１７５Ｓ」を使用した。他の全長層４、７には、繊維引張弾性率３０ｔ／ｍｍ２、樹脂含有率２５％、厚み０．１２４ｍｍの品番「ＭＲ３５０Ｃ−１５０Ｓ」を使用した。その他の全長バイアス層１、２、５、６には、繊維引張弾性率３０ｔ／ｍｍ２、樹脂含有率２５％、厚み０．１４５ｍｍの品番「ＭＲ３５０Ｃ−１７５Ｓ」を使用した。
二組のバイアスセット層Ａ１、Ａ２はいずれも厚みを０．２９０ｍｍとした。また、全長層３、４からなる内層のストレート層は厚みを０．２７０ｍｍとし、全長層７からなる最外ストレート層は厚みを０．１２４ｍｍとした。
【００７４】
（比較例４）
バイアスセット層Ａ１、Ａ２を内層部Ｉと外層部ＩＩに分割配置し、フープ層Ｂを内側バイアスセット層Ａ１に接触させて配置した。
即ち、プリプレグの積層構成は、図１１に示すように、計８層の全長層１〜８のうち、全長層１、２に繊維角度±４５°の内層部のバイアスセット層Ａ１を配置し、その外側の全長層３に繊維角度９０°のフープ層Ｂを配置し、全長層４、５を繊維角度０°のストレート層とした。全長層６、７は繊維角度±４５°の外層部のバイアスセット層Ａ２を形成し、最外全長層８を繊維角度０°のストレート層とした。
ストレート層、バイアスセット層Ａ１、Ａ２、フープ層Ｂのそれぞれに使用したプリプレグ種は、実施例１と同一とした。
二組のバイアスセット層Ａ１、Ａ２はいずれも厚みを０．２９０ｍｍとした。また、全長層４、５からなる内層のストレート層は厚みを０．２４８ｍｍとし、全長層８からなる最外ストレート層は厚みを０．１２４ｍｍとした。
【００７５】
（比較例５）
プリプレグの積層構成は実施例２と同一としたが、内層部と外層部のバイアスセット層Ａ１、Ａ２の繊維角度をいずれも±１５°とし、本発明のバイアス層の配向角度から外した。その他の構成および使用プリプレグ種も実施例２と同一とした。
【００７６】
（比較例６）
プリプレグの積層構成は実施例２と同一としたが、内層部と外層部のバイアスセット層Ａ１、Ａ２の繊維角度をいずれも±７５°とし、本発明のバイアス層の配向角度から外した。その他の構成および使用プリプレグ種も実施例２と同一とした。
【００７７】
（比較例７）
プリプレグの積層構成は実施例２と同一としたが、内層部のバイアスセット層Ａ１の繊維角度を±１５°とし、外層部のバイアスセット層Ａ２の繊維角度を±７５°とし、繊維角度比θ２／θ１を５とした。その他の構成および使用プリプレグ種も実施例２と同一とした。
【００７８】
（順式フレックスの測定）
順式フレックスとはシャフトのグリップ側（手元側）の硬さの指標であり、図１２に示すように、ヘッド側先端１１から７９９ｍｍの位置を支点Ｐ１とし、この支点Ｐ１からグリップ側後端１２寄りの１４０ｍｍの位置を固定点Ｐ２とし、ヘッド側先端１１から６４ｍｍの位置に２．７ｋｇの錘Ｗ１を吊り下げ、ヘット側先端１１の撓み量を測定して得たものである。
【００７９】
（トルクの測定）
前記トルク（ｄｅｇ）は、図１３に示すように、シャフト１０のヘッド側先端１１から４０ｍｍの位置を固定し、該ヘッド側先端１１から８６５ｍｍの点に１３６．３Ｎ・ｃｍ（１３．９ｋｇｆ・ｃｍ）のトルクを加え、そのときの捩じれ角度を測定したものである。
【００８０】
（３点曲げ強度の測定）
三点曲げ強度とは、製品安全協会が定める破壊強度である。図１４に示すように、３点でシャフト１０を支え、上方から荷重Ｆを加え、シャフト１０が破断した時の荷重値（ピーク値）を測定した。測定点は、シャフト１０のヘッド側先端１１から１７５ｍｍの位置（Ａ点）、５２５ｍｍの位置（Ｂ点）、９９３ｍｍの位置（Ｃ点）とした。支持点５１のスパンは３００ｍｍとした。（図示はＡ点測定の例）
【００８１】
（つぶし強度の測定）
万能圧縮試験機を用い、シャフト１０のグリップ側後端１２から１０ｍｍの位置、１００ｍｍの位置、２００ｍｍの位置、３００ｍｍの位置を中心に長さ約１０ｍｍの試験片を作成し圧縮試験を行い、その強力を示した。
【００８２】
表１から確認できるように、バイアス層を内層部Ｉと外層部ＩＩに分割配置した比較例３と分割配置しなかった比較例１、２とを比較すると、比較例３の方が、フレックスを大きくすること無く、かつ強度を低下させることなく、バランスよくトルクを小さくできることが確認できた。
さらに、バイアス層を分割配置すると共に、バイアス層に接触させてフープ層Ｂを形成した実施例１、２を、フープ層を設けなかった比較例３と比較すると、実施例１、２の方が、フレックスを大きくすること無く、トルクをより小さく、強度をより大きくできることが確認できた。これは、フープ層Ｂの断面変形抑制性能によって捩れ方向の変形が効果的に抑制されたことに因ると考えられる。
【００８３】
フープ層Ｂを外層部のバイアスセット層Ａ２に隣接配置した実施例１、２と、フープ層Ｂを内層部のバイアスセット層Ａ１に隣接配置した比較例４とを比較すると、実施例１、２の方がトルクを効果的に小さくできることが確認できた。
また、フープ層Ｂを外層部のバイアスセット層Ａ２の外側に隣接配置した実施例２と、内側に隣接配置した実施例１とを比較すると、実施例２の方がトルクをより低下できることが分かった。
【００８４】
内層部と外層部のバイアスセット層Ａ１、Ａ２の厚み比Ｔ２／Ｔ１が異なる実施例２〜実施例６を比較すると、厚み比が１〜１．４の範囲内の実施例２、３、６の結果は良好であったが、１未満の実施例４はトルク低下効果が弱まり、１．４を超えた実施例５は、フレックスが増大し強度も低下した。
【００８５】
バイアスセット層Ａ１、Ａ２の繊維角度が異なる実施例７〜１１および比較例５、６を比較すると、繊維角度が±２５°〜６５°の範囲内の実施例７〜１１はトルク、フレックス、強度がバランスよく良好であったが、繊維角度が±２５°〜６５°の範囲外の比較例５、６は、トルクを効果的に低下できなかった。
さらに、バイアスセット層Ａ１、Ａ２の繊維角度を小さくすると、シャフト先端側の強度が向上し、繊維角度を大きくすると、グリップ側の強度が向上する傾向であることが確認できた。
【００８６】
比較例７の結果から、内層部と外層部のバイアスセットセット層Ａ１、Ａ２の繊維角度比θ２／θ１を２より大きくすると、フレックスが増大するうえ、トルクを低下できないことが確認出来た。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の第一実施形態に係るゴルフクラブシャフトの概略図である。
【図２】図１に示すゴルフクラブシャフトのプリプレグの積層構成を示す図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】第２実施形態のプリプレグ積層構成を示す図である。
【図５】第３実施形態のプリプレグ積層構成を示す図である。
【図６】第４実施形態のプリプレグ積層構成を示す図である。
【図７】実施例１２のプリプレグ積層構成を示す図である。
【図８】比較例１のプリプレグ積層構成を示す図である。
【図９】比較例２のプリプレグ積層構成を示す図である。
【図１０】比較例３のプリプレグ積層構成を示す図である。
【図１１】比較例４のプリプレグ積層構成を示す図である。
【図１２】順式フレックスの測定方法を示す図である。
【図１３】トルクの測定方法を示す図である。
【図１４】三点曲げ強度の測定方法を示す図である。
【符号の説明】
【００８８】
１０ シャフト
２１〜３５ 繊維強化プリプレグ
４１〜４９ 全長層
Ａ１ 内側バイアスセット層
Ａ２ 外側バイアスセット層
Ｂ フープ層
Ｃ 最外全長ストレート層
Ｉ 内層部
ＩＩ 外層部
ＩＩＩ 中層部
表中の１〜８ 全長層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリプレグの積層体からなるゴルフクラブシャフトであって、
シャフト全長に配置する前記プリプレグからなる全長層を少なくも６層備え、
前記全長層として、強化繊維のシャフト軸線に対する配向角θ°が±２５°以上±６５°以下の範囲内であると共に、前記配向角が＋θ°である一層のバイアス層と−θ°である一層のバイアス層とを互いの強化繊維が交差するように内側・外側バイアス層として重ね合わせて積層したバイアスセット層を少なくとも２組備え、
前記全長層の積層数のうち、シャフト内周側の半数を内層部、シャフト外周側の半数を外層部として分けると、少なくとも１組の前記バイアスセット層の外側バイアス層は前記外層部に配置している一方、他の少なくとも１組のバイアスセット層の内側バイアス層は前記内層部に配置し、
さらに、強化繊維のシャフト軸線に対する配向角が±８０°以上９０°以下の範囲内であるフープ層を、前記外層部のバイアス層に接触させて配置し、かつ、
前記外層部の最外全長層は、強化繊維のシャフト軸線に対する配向角が０°以上±１０°以下の範囲内であるストレート層と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】
前記シャフトの重量は５０ｇ以上７０ｇ以下であり、
前記フープ層に使用するプリプレグは、強化繊維の引張弾性率が３０ｔ／ｍｍ２以上８０ｔ／ｍｍ２以下であると共に樹脂含有率が３０％以上４０％以下である請求項１に記載のゴルフクラブシャフト。
【請求項３】
前記内層部のバイアスセット層の強化繊維の配向角を±θ１°、前記外層部のバイアスセット層の強化繊維の配向角を±θ２°とすると、θ２／θ１は１以上２以下の範囲内である請求項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】
前記内層部のバイアスセット層の総厚さＴ１と、前記外層部のバイアスセット層の総厚さＴ２の比Ｔ２／Ｔ１は、１以上１．４以下である請求項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】
前記全長層の積層数が奇数であり、中間の一層を中層部とし、該中層部として、強化繊維のシャフト軸線に対する配向角が０°以上±１０°以下の範囲内であるストレート層を配置している請求項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１】
プリプレグの積層体からなるゴルフクラブシャフトであって、
シャフト全長に配置する前記プリプレグからなる全長層を少なくも６層備え、
前記全長層として、強化繊維のシャフト軸線に対する配向角θ°が±２５°以上±６５°以下の範囲内であると共に、前記配向角が＋θ°である一層のバイアス層と−θ°である一層のバイアス層とを互いの強化繊維が交差するように内側・外側バイアス層として重ね合わせて積層したバイアスセット層を少なくとも２組備え、
前記全長層の積層数のうち、シャフト内周側の半数を内層部、シャフト外周側の半数を外層部として分けると、少なくとも１組の前記バイアスセット層の外側バイアス層は前記外層部に配置している一方、他の少なくとも１組のバイアスセット層の内側バイアス層は前記内層部に配置し、
さらに、強化繊維のシャフト軸線に対する配向角が±８０°以上９０°以下の範囲内であるフープ層を、前記外層部のバイアス層に接触させて配置し、かつ、
前記外層部の最外全長層は、強化繊維のシャフト軸線に対する配向角が０°以上±１０°以下の範囲内であるストレート層と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】
前記シャフトの重量は５０ｇ以上７０ｇ以下であり、
前記フープ層に使用するプリプレグは、強化繊維の引張弾性率が３０ｔ／ｍｍ２以上８０ｔ／ｍｍ２以下であると共に樹脂含有率が３０％以上４０％以下である請求項１に記載のゴルフクラブシャフト。
【請求項３】
前記内層部のバイアスセット層の強化繊維の配向角を±θ１°、前記外層部のバイアスセット層の強化繊維の配向角を±θ２°とすると、θ２／θ１は１以上２以下の範囲内である請求項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】
前記内層部のバイアスセット層の総厚さＴ１と、前記外層部のバイアスセット層の総厚さＴ２の比Ｔ２／Ｔ１は、１以上１．４以下である請求項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】
前記全長層の積層数が奇数であり、中間の一層を中層部とし、該中層部として、強化繊維のシャフト軸線に対する配向角が０°以上±１０°以下の範囲内であるストレート層を配置している請求項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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００９−６０９８３（Ｐ２００９−６０９８３Ａ）
【公開日】平成２１年３月２６日（２００９．３．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２２９４４４（Ｐ２００７−２２９４４４）
【出願日】平成１９年９月４日（２００７．９．４）
【出願人】（５０４０１７８０９）ＳＲＩスポーツ株式会社 (701)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年３月２６日（２００９．３．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月４日（２００７．９．４）
【出願人】（５０４０１７８０９）ＳＲＩスポーツ株式会社 (701)
【Ｆターム（参考）】
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