ゴルフクラブ用シャフトおよびその製造方法
【課題】軽量である上に、充分なねじり剛性と曲げ剛性を有し、打感に優れたゴルフクラブ用シャフトを提供する。
【解決手段】本発明のゴルフクラブ用シャフトは、シャフト長手軸方向に対して＋α°と−α°（ただし、２０°≦α°≦７０°）の配向角度で配向した強化繊維を含有する厚さ０．６ｍｍ以下の繊維強化樹脂製のバイアス層１１，１２，１３と、シャフト長手軸方向に対して略平行に配向した強化繊維を含有する繊維強化樹脂製のストレート層２１，２２，２３とを各々３層以上備え、バイアス層１１，１２，１３とストレート層２１，２２，２３が交互に配置され、最内の層がバイアス層１１であり、最内のバイアス層１１以外のバイアス層１２，１３のいずれか少なくとも１層は、細径端からシャフト全長の５〜５０％の長さに亘って形成されている。
【解決手段】本発明のゴルフクラブ用シャフトは、シャフト長手軸方向に対して＋α°と−α°（ただし、２０°≦α°≦７０°）の配向角度で配向した強化繊維を含有する厚さ０．６ｍｍ以下の繊維強化樹脂製のバイアス層１１，１２，１３と、シャフト長手軸方向に対して略平行に配向した強化繊維を含有する繊維強化樹脂製のストレート層２１，２２，２３とを各々３層以上備え、バイアス層１１，１２，１３とストレート層２１，２２，２３が交互に配置され、最内の層がバイアス層１１であり、最内のバイアス層１１以外のバイアス層１２，１３のいずれか少なくとも１層は、細径端からシャフト全長の５〜５０％の長さに亘って形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維強化樹脂製のゴルフクラブ用シャフトおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
炭素繊維強化樹脂等の繊維強化樹脂によって形成したゴルフクラブ用のシャフトとして、強化繊維の配向方向がシャフト長手軸方向に対して＋α°と−α°（ただし、２０°≦α°≦７０°）である層を各々貼り合せ、巻き回して形成させたバイアス層と、強化繊維の配向方向がシャフト長手軸方向に対して略平行であるストレート層とを積層したものが知られている。このようなゴルフクラブ用シャフトにおいて、ボール打撃時のシャフトのねじれを抑制して打ち出し方向を正確にし、打感を良好にするために、ねじり剛性を高めるためのバイアス層をストレート層の外側にさらに設けることが提案されている（特許文献１〜４参照）。
しかしながら、特許文献１〜４に記載のゴルフクラブ用シャフトでも、ねじり剛性が不充分になることがあった。
ねじり剛性をさらに高めるためには、例えば、シャフト全体にわたってバイアス層をさらに設けて、バイアス層数を３層にする方法（例えば特許文献５の図８参照）を適用することが考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６２−３３８７２号公報
【特許文献２】特開平９−３２７５３６号公報
【特許文献３】特開平１１−１９７２７７号公報
【特許文献４】特開平８−３０８９６９号公報
【特許文献５】実開平４−９２２７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、特許文献５に記載のゴルフクラブ用シャフトでは、ねじり剛性は高くなるものの、重くなってしまうという問題を有していた。
シャフトの質量を増加せずにねじり剛性を上げるためには、シャフトに占めるストレート層の比率を下げ、バイアス層の比を上げることが考えられるが、その場合には、充分な曲げ剛性を得ることができなくなる。
また、ねじり剛性を高くするためには、バイアス層用の強化繊維として比弾性に優れる超高弾性炭素繊維を用いることが考えられるが、超高弾性炭素繊維は破断伸度が小さく、圧縮強度が高くないので衝撃強度などのシャフトの機械的強度が不充分になることがあった。
そこで、本発明は、軽量である上に、充分なねじり剛性と曲げ剛性を有し、ゴルフクラブとしたときの打感に優れるゴルフクラブ用シャフトおよび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】
【０００５】
本発明者らは、質量増加を招くことなく、シャフトのねじり剛性を高くする方法について検討した。その結果、全てのバイアス層がシャフトの全体にわたって形成されていなくても、一部のバイアス層が細径端側に形成されていれば、シャフトのねじり剛性を充分に高くできることを見出した。そして、その知見に基づき、本発明の課題を解決するべく検討して、以下のゴルフクラブ用シャフトおよびその製造方法を発明した。
【０００６】
本発明は、以下の構成を有する。
［１］シャフト長手軸方向に対して＋α°と−α°（ただし、２０°≦α°≦７０°）の配向角度で配向した強化繊維を含有する厚さ０．６ｍｍ以下の繊維強化樹脂製のバイアス層と、シャフト長手軸方向に対して略平行に配向した強化繊維を含有する繊維強化樹脂製のストレート層とを各々３層以上備え、
バイアス層とストレート層とを交互に配置し、
最内の層がバイアス層であり、
最内のバイアス層以外のバイアス層のいずれか少なくとも１層を、細径端からシャフト全長の５〜５０％の長さに亘って形成してなるゴルフクラブ用シャフト。
［２］強化繊維が炭素繊維である［１］に記載のゴルフクラブ用シャフト。
［３］シャフト長手軸方向に対して＋α°と−α°（ただし、２０°≦α°≦７０°）の配向角度で配向した強化繊維を含有する２枚のプリプレグを貼り合わせてなる厚さ０．１６ｍｍ以下のバイアス層形成用貼り合わせプリプレグと、シャフト長手軸方向に対して略平行に配向した強化繊維を含有するストレート層形成用プリプレグとを各々３枚以上巻き付ける工程を有し、
前記工程では、最内にバイアス層形成用貼り合わせプリプレグを配置し、
最内のバイアス層形成用貼り合わせプリプレグ以外のバイアス層形成用貼り合わせプリプレグの少なくとも１つを、細径端からシャフト全長の５〜５０％の長さに亘って配置するゴルフクラブ用シャフトの製造方法。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のゴルフクラブ用シャフトは、軽量である上に、充分なねじり剛性と曲げ剛性を有し、ゴルフクラブとしたときの打感に優れる。
本発明のゴルフクラブ用シャフトの製造方法によれば、軽量である上に、充分なねじり剛性と曲げ剛性を有し、ゴルフクラブとしたときの打感に優れるゴルフクラブ用シャフトを製造できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明のシャフトの一実施形態例を示す側面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ’断面の拡大図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ’断面の拡大図である。
【図４】図１のＣ−Ｃ’断面の拡大図である。
【図５】本発明のシャフトの製造方法の一実施形態例で使用するマンドレルおよびプレプレグを示す図である。
【図６】実施例１で使用するマンドレルおよびプレプレグを示す図である。
【図７】ねじれ角度の測定方法を示す図である。
【図８】比較例１で使用するマンドレルおよびプレプレグを示す図である。
【図９】比較例２で使用するマンドレルおよびプレプレグを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
＜ゴルフクラブ用シャフト＞
本発明のゴルフクラブ用シャフト（以下、シャフトと略す。）の一実施形態例について説明する。
図１〜図４に、本実施形態例のシャフトを示す。本実施形態例のシャフト１０は、一端（細径端１０ａ）から他端（太径端１０ｂ）に向かって漸次拡径しているものであり、最も内側の層がバイアス層で、外側に向かってバイアス層とストレート層とを交互に各々３層有する。すなわち、同心円状に、第１のバイアス層１１、第１のストレート層２１、第２のバイアス層１２、第２のストレート層２２、第３のバイアス層１３、第３のストレート層２３を内側から順に有する。
バイアス層およびストレート層が各々３層以上であることにより、ねじり剛性および曲げ剛性が充分になる。最も内側の層がバイアス層であることにより、曲げ剛性が充分になる。
【００１０】
また、本実施形態例では、図２に示すように、第３のストレート層２３の表面の細径端１０ａ側の部分には、補強層２４を有し、さらに、補強層２４の表面には、仕上げ研磨後に所定の外径を確保できるようにするための外径調整層２５を有する。
【００１１】
各バイアス層１１，１２，１３は、繊維強化樹脂製の層であり、シャフト１０の軸方向に対して＋α°の配向角度で配向した強化繊維と、シャフト１０の軸方向に対して−α°の配向角度で配向した強化繊維とを含有する。ここで、α°は、２０°〜７０°である。通常、正の配向角度および負の配向角度の絶対値は同一である。
α°が２０°より小さいと、シャフト１０の曲げ剛性が高くなるものの、ねじり剛性が小さくなり過ぎる。また、α°が７０°より大きいと、シャフト１０の潰し剛性が高くなるものの、ねじり剛性が小さくなり過ぎてしまう。
【００１２】
また、各バイアス層１１，１２，１３は、厚さ０．６ｍｍ以下、好ましくは０．４５ｍｍ以下である。各バイアス層１１，１２，１３の厚さが０．６０ｍｍ以下であることにより、シャフト１０を軽量化することが可能となる。
また、各バイアス層１１，１２，１３の厚さは、充分なねじり剛性を得るためには、０．１０ｍｍ以上であることが好ましい。
【００１３】
図２は、シャフト１０の細径端１０ａからシャフト１０の全長の６％の長さの部分の断面図、図３は、シャフト１０の細径端１０ａからシャフト１０の全長の５１％の長さの部分の断面図、図２は、シャフト１０の細径端１０ａからシャフト１０の全長の９５％の長さの部分の断面図である。これら図２〜４に示すように、本実施形態例における第３のバイアス層１３は、シャフト１０の細径端１０ａからシャフト１０の全長の５〜５０％の長さに亘って形成されたものである。以下、シャフト１０の細径端１０ａからシャフト１０の全長の５〜５０％の長さに亘って形成されたバイアス層のことを、短尺バイアス層という。
第３のバイアス層１３が、シャフト１０の細径端１０ａからシャフト１０の全長の５％以上の長さに亘って形成されていることにより、ねじり剛性を高めることができる。また、第３のバイアス層１３が、シャフト１０の細径端１０ａからシャフト１０の全長の５０％以下の長さに亘って形成されていることにより、シャフト１０の質量増加を抑制できる。
【００１４】
短尺バイアス層である第３のバイアス層１３については、シャフト１０の軸方向に対する強化繊維の配向角度が＋α°と−α°（ただし、２０°≦α°≦７０°である）であることが好ましい。第３のバイアス層１３の強化繊維のα°が２０°以上７０°以下であれば、ねじり剛性をより向上させることができる。
本実施形態における第１のバイアス層１１および第２のバイアス層１２は、シャフト１０のシャフト長手軸方向の全体にわたって配置されている。
【００１５】
各ストレート層２１，２２，２３は、繊維強化樹脂の層であり、シャフト１０の軸方向に対して略平行に配向した強化繊維を含有する。強化繊維がシャフト１０の軸方向に略平行に配向していることで、曲げ剛性を高くすることができる。
また、各ストレート層２１，２２，２３の厚さは０．０６〜０．２５ｍｍであることが好ましく、０．０８〜０．１５ｍｍであることがより好ましい。各ストレート層２１，２２，２３の厚さが０．０６ｍｍ以上であれば、曲げ剛性をより向上させることができ、０．２５ｍｍ以下であれば、シャフト１０を充分に軽量化できる。
第１のストレート層２１、第２のストレート層２２および第３のストレート層２３は、シャフト１０の長手方向の全体にわたって形成されている。
【００１６】
バイアス層１１，１２，１３およびストレート層２１，２２，２３を構成する樹脂成分としては、例えば、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ビニルエステル樹脂、フェノール樹脂、ベンゾオキサジン樹脂などが挙げられる。これらの中でも、硬化後の強度を高くできることから、エポキシ樹脂が好ましい。
バイアス層１１，１２，１３およびストレート層２１，２２，２３を構成する強化繊維としては、例えば、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、高強度ポリエステル繊維、ボロン繊維、アルミナ繊維、窒化珪素繊維、ナイロン繊維などが挙げられる。これらの中でも比強度および比弾性に優れることから、炭素繊維が好ましい。
また、バイアス層１１，１２，１３を構成する強化繊維として炭素繊維を用いる場合には、引張弾性率が２８０〜５００ＧＰａの炭素繊維を用いることが好ましい。ここで、引張弾性率はＪＩＳ Ｒ ７６０８に準拠して測定された値である。
炭素繊維の引張弾性率が２８０ＧＰａ以上であれば、ねじり剛性をより向上させることができ、５００ＧＰａ以下であれば、シャフトにした時の衝撃強度を高く保つことができる。
また、バイアス層１１，１２，１３における繊維体積含有率は、ねじり剛性をより高くできることから、６０％以上が好ましく、６５％以上であることがより好ましい。また、バイアス層１１，１２，１３における繊維体積含有率は、マトリックス樹脂と補強繊維との密着を十分にするためにはある程度の樹脂量が必要であることから、７５％以下であることが好ましく、７０％以下であることがより好ましい。
【００１７】
補強層２４および外径調整層２５は、目的の機能を果たすような寸法にされていること以外はストレート層２１，２２，２３と同様のもので構成される。
【００１８】
上述したシャフト１０では、細径端１０ａからシャフト全長の５〜５０％の長さに亘って形成されている第３のバイアス層１３によって、ねじり剛性を向上させることできる。しかも、第３のバイアス層１３はシャフト全長の５〜５０％の長さであるから、シャフト１０を軽量化できる。
また、バイアス層およびストレート層を各々３層備えているため、ねじり剛性および曲げ剛性を充分に高くできる。特に、最内の層がバイアス層１１であり、各バイアス層１１，１２，１３がα°が７０°以下の強化繊維を含有するから、曲げ剛性がとりわけ高くなっている。
さらに、バイアス層１１，１２，１３とストレート層２１，２２，２３とが交互に配置されているため、ねじり剛性と曲げ剛性のバランスを向上させることができる。このようなシャフトを用いたゴルフクラブは打感に優れる。
【００１９】
＜シャフトの製造方法＞
次に、上記シャフト１０の製造方法の一実施形態例について説明する。
本実施形態例のシャフト１０の製造方法は、図５に示すような、直径が漸次拡径する部分３１を有するマンドレル３０にプリプレグを巻き付けて、シャフト１０を得る方法である。
具体的には、まず、マンドレル３０に、図５に示すような、第１のバイアス層形成用貼り合わせプリプレグ１１ａ、第１のストレート層形成用プリプレグ２１ａ、第２のバイアス層形成用貼り合わせプリプレグ１２ａ、第２のストレート層形成用プリプレグ２２ａ、第３のバイアス層形成用貼り合わせプリプレグ１３ａ、第３のストレート層形成用プリプレグ２３ａを内側から順に１枚ずつ巻き付ける。ここで、バイアス層形成用貼り合わせプリプレグ１１ａ，１２ａ，１３ａとストレート層形成用プリプレグ２１ａ，２２ａ，２３ａを交互に配置しない場合には、得られるシャフト１０のねじり剛性と曲げ剛性のバランスが損なわれることがある。
次いで、第３のストレート層形成用プリプレグ２３ａの表面の、細径端側の部分に、補強層形成用プリプレグ２４ａを巻き付け、さらに補強層形成用プリプレグ２４ａの表面に外径調整層形成用プリプレグ２５ａを巻き付けて、未硬化の成形品を得る。
次いで、未硬化の成形品を、加熱炉等を用いて加熱し、樹脂成分を硬化させて、シャフト１０を得る。
【００２０】
上記製造方法で用いるバイアス層形成用貼り合わせプリプレグ１１ａ，１２ａ，１３ａは、得られるシャフト１０の軸方向に対して＋α°で配向した強化繊維と、−α°で配向した強化繊維とを含有するプリプレグである。ここで、α°は、２０°〜７０°である。
α°が２０°以上７０°以下であることにより、得られるシャフト１０のねじり剛性が充分高いものとなる。
シャフト１０の軸方向に対する強化繊維の配向角度を＋α°と−α°（ただし、２０°≦α°≦７０°）にするためには、マンドレル３０の軸方向に対する強化繊維の配向角度を＋α°と−α°（ただし、２０°≦α°≦７０°）にする。
【００２１】
本実施形態例における第３のバイアス層形成用貼り合わせプリプレグ１３ａは短尺バイアス層を形成するためのプリプレグ、すなわち、シャフト１０の細径端１０ａからシャフト全長の５〜５０％の長さに亘ってバイアス層を形成するプリプレグである。第３のバイアス層形成用プリプレグ１３ａは、シャフト１０の細径端１０ａからシャフト全長の５％〜５０％の長さに亘って配置される。第３のバイアス層形成用貼り合わせプリプレグ１３ａが、シャフト１０の細径端１０ａからシャフト全長の５％より小さいと、得られるシャフト１０のねじり剛性の向上が得られず、また、第３のバイアス層形成用貼り合わせプリプレグ１３ａが、シャフト１０の細径端１０ａからシャフト全長の５０％より大きいと、得られるシャフト１０の質量が大きくなってしまう。
【００２２】
また、各バイアス層形成用貼り合わせプリプレグ１１ａ，１２ａ，１３ａは、厚さ０．１６ｍｍ以下、好ましくは０．１２ｍｍ以下である。各バイアス層形成用貼り合わせプリプレグ１１ａ，１２ａ，１３ａの厚さが０．１６ｍｍを超えると、得られるシャフト１０が重くなる傾向にある。
また、各バイアス層形成用貼り合わせプリプレグ１１ａ，１２ａ，１３ａの厚さは、得られるシャフト１０のねじり剛性を充分に向上させるためには、０．０３ｍｍ以上であることが好ましく、０．０５ｍｍ以上であることがより好ましい。
【００２３】
ストレート層形成用プリプレグ２１ａ，２２ａ，２３ａは、得られるシャフト１０の軸方向に対して略平行に配向した強化繊維を含有する。強化繊維がシャフト１０の軸方向に略平行に配向していることで、得られるシャフト１０の曲げ剛性を高くできる。
【００２４】
バイアス層形成用貼り合わせプリプレグ１１ａ，１２ａ，１３ａおよびストレート層形成用プリプレグ２１ａ，２２ａ，２３ａは、強化繊維が一方向に引き揃えられた一方向プリプレグを、シャフト１０の形状が形成され、かつ、所定の方向に強化繊維が配向するように裁断し、必要に応じて複数を組み合わせることにより得られる。例えば、バイアス層形成用貼り合わせプリプレグ１１ａ，１２ａ，１３ａについては、シャフト１０の軸方向に対して＋α°の範囲内の配向角度で配向した強化繊維を含有するプリプレグと、−α°の範囲内の配向角度で配向した強化繊維を含有するプリプレグとを組み合わせることで得られる。ここで、α°は、２０°〜７０°である。
通常、バイアス層形成用貼り合わせプリプレグ１１ａ，１２ａおよびストレート層形成用プリプレグ２１ａ，２２ａ，２３ａは、拡径する部分を有してもシャフト１０の断面が円形になるようにするために、細径端１０ａになる側の幅が狭くなっている。
【００２５】
上記製造方法では、必要に応じて、樹脂成分硬化後に仕上げ研磨加工を施してもよい。本実施形態例の製造方法では、第３のバイアス層１３の表面に第３のストレート層２３が形成されるから、研磨加工を施しても、第３のバイアス層１３が除去されることはない。
【００２６】
以上説明した製造方法では、第２のストレート層形成用プリプレグ２２ａと第３のストレート層形成用プリプレグ２３ａとの間に、細径端１０ａからシャフト全長の５〜５０％の長さに亘って第３のバイアス層形成用貼り合わせプリプレグ１３ａを配置するため、得られるシャフト１０のねじり剛性が充分高いものとなる。しかも、第３のバイアス層形成用貼り合わせプリプレグ１３ａはシャフト全長の５〜５０％の長さであるから、得られるシャフト１０を軽量化できる。
また、バイアス層形成用貼り合わせプリプレグおよびストレート層形成用プリプレグを各々３枚用いるため、得られるシャフト１０のねじり剛性と曲げ剛性を充分に高くできる。特に、最内にバイアス層形成用プリプレグ１１ａを用い、バイアス層形成用貼り合わせプリプレグ１１ａ，１２ａ，１３ａが配向角度７０°以下の強化繊維および配向角度−７０°以上の強化繊維を含有するから、得られるシャフト１０の曲げ剛性をとりわけ高くできる。
さらに、バイアス層形成用貼り合わせプリプレグ１１ａ，１２ａ，１３ａとストレート層形成用プリプレグ２１ａ，２２ａ，２３ａとを交互に配置するため、ねじり剛性と曲げ剛性のバランスを向上させることができる。
【００２７】
なお、本発明は、上記実施形態例に限定されない。例えば、バイアス層およびストレート層は各々３層である必要はなく、４層以上であってもよい。４層以上である場合にも、最内の層をバイアス層にする。
また、短尺バイアス層が第３のバイアス層でなく、第２のバイアス層であってもよいし、第２のバイアス層および第３のバイアス層の両方であってもよい。バイアス層が４層以上ある場合には、第１のバイアス層以外のバイアス層の少なくとも１つが短尺バイアス層であればよい。
また、本発明のシャフトでは、補強層２４および外径調整層２５の一方または両方を有していなくても構わない。
【実施例】
【００２８】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。
以下の例にて使用したプリプレグを表１に示す。
【００２９】
【表１】
【００３０】
（実施例）
図６に示すような、細径端部の外径が４．４０ｍｍであり、細径端部から１１００ｍｍの位置までの外径がテーパー度７．９１／１０００で漸増して細径端部から１１００ｍｍの位置の外径が１３．１０ｍｍとなり、細径端部から１１００ｍｍの位置〜細径端端部から１５００ｍｍの位置は１３．１０ｍｍの一定の外径を有するマンドレル３０を用いた。
マンドレル３０の細径端部から１１０ｍｍの位置〜細径端部から１３００ｍｍの位置の範囲に、２枚のプリプレグＡからなる台形状の第１のバイアス層形成用貼り合わせプリプレグ１１ａ（配向角度＋４５°の強化繊維を含有するプリプレグと配向角度−４５°の強化繊維を含有するプリプレグとを貼り合わせて得た１枚のプリプレグ）、プリプレグＢからなる台形状の第１のストレート層形成用プリプレグ２１ａ（配向角度０°の強化繊維を含有するプリプレグ）、２枚のプリプレグＡからなる台形状の第２のバイアス層形成用貼り合わせプリプレグ１２ａ（配向角度＋４５°の強化繊維を含有するプリプレグと配向角度−４５°の強化繊維を含有するプリプレグとを貼り合わせて得た１枚のプリプレグ）、プリプレグＣからなる台形状の第２のストレート層形成用プリプレグ２２ａ（配向角度０°の強化繊維を含有するプリプレグ）、２枚のプリプレグＡからなる第３のバイアス層形成用貼り合わせプリプレグ１３ａ（配向角度＋４５°の強化繊維を含有するプリプレグと配向角度−４５°の強化繊維を含有するプリプレグとを貼り合わせて得た１枚のプリプレグ）、プリプレグＤからなる台形状の第３のストレート層形成用プリプレグ２３ａ（配向角度０°の強化繊維を含有するプリプレグ）を順に巻き付けた。ここで、第３のバイアス層形成用貼り合わせプリプレグ１３ａは、細径端１０ａからシャフト全長の８％の長さまでの範囲にバイアス層を形成するものとした。
次いで、第３のストレート層形成用プリプレグ２３ａの表面の、細径端側の部分に、プリプレグＥからなる補強層形成用プリプレグ２４ａ（配向角度０°の強化繊維を含有するプリプレグ）を巻き付けた。さらに、補強層形成用プリプレグ２４ａの表面に、プリプレグＥからなる外径調整層形成用プリプレグ２５ａ（配向角度０°の強化繊維を含有するプリプレグ）を巻き付けて、未硬化の成形品を得た。
次いで、幅２０ｍｍ、厚さ０．０３ｍｍのポリプロピレン製のテープを１．５ｍｍ間隔で巻き付けて未硬化の成形品を固定した後、加熱炉を用い、１４５℃で２時間加熱し、樹脂成分を硬化させた。その後ポリプロピレン製のテープを外し、両端を各１１ｍｍカットして全長を１１６８ｍｍとし、さらに表面の研磨を行ってシャフト１０を得た。
【００３１】
得られたシャフトについて、ねじれ角度（ねじれ角度が小さい程、ねじり剛性が大きい。）、曲げ剛性、打感（フィーリング）を以下のように評価した。評価結果を表２に示す。
［ねじれ角度］
図７に示すように、シャフト細径端部から１０３５ｍｍの位置〜シャフト細径端部から１０６７ｍｍの位置までを第１のチャック（幅３２ｍｍ）５１で固定し、シャフト細径端部〜細径端部から５０ｍｍの位置までを第２のチャック（幅５０ｍｍ）５２で固定した。第２のチャック５２に重りを取り付けて１３．８ｋｇｆ・ｃｍのトルクを負荷した時のねじれ角度を測定した。
［曲げ剛性］
曲げ剛性ＥＩは、測定点（細径端より５２５ｍｍの位置）を中心に太径端側に１５０ｍｍの位置と細径端側に１５０ｍｍの位置に支点（支点に設置された支持治具の半径：１０ｍｍ）を設置し、測定点（測定点に設置された荷重圧子治具の半径：７５ｍｍ）にかける荷重を試験速度５ｍｍ／分にて増やしていき、９８Ｎと１９６Ｎの荷重を与えた時のシャフトのたわみ量δ１０（ｍｍ）とδ２０（ｍｍ）を測定し、以下の式により求めた。
ＥＩ＝（△Ｐ／Ｌ３）／（４８・△δ）
ＥＩ：曲げ剛性（Ｎ・ｍｍ２）
△Ｐ：１９６Ｎ−９８Ｎ＝９８Ｎ
Ｌ：支点間距離（ｍｍ）
△δ：δ２０−δ１０（ｍｍ）
［打感（フィーリング）］
得られたシャフトに質量２００ｇ、体積４６０ｃｍ３、ロフト角９．５°の市販のチタン製ドライバークラブ用ヘッドと質量５２ｇの市販のグリップをクラブ長さが４５インチなるように装着した。そして、ゴルフ熟練者が実打し、ボールを打った際の打感（フィーリング）を評価した。
【００３２】
【表２】
【００３３】
（比較例１）
図８に示すように、第３のバイアス層形成用貼り合わせプリプレグを用いて、シャフト全長にわたって第３のバイアス層を形成したことと、第２のストレート層形成用プリプレグをプリプレグＦにした以外は実施例と同様にしてシャフトを得た。得られたシャフトについて、実施例と同様にして評価した。評価結果を表２に示す。
【００３４】
（比較例２）
図９に示すように、第３のバイアス層形成用貼り合わせプリプレグを省いたこと以外は実施例と同様にしてシャフトを得た。得られたシャフトについて、実施例と同様にして評価した。評価結果を表２に示す。
【００３５】
実施例では、質量増加を招くことなく、シャフトのねじり剛性および曲げ剛性を充分に高くでき、得られたシャフトを用いたゴルフクラブの打感は良好であった。
これに対し、比較例１では、ねじり剛性を高くできたものの、質量の増加が大きく、また打感（フィーリング）が硬く、良好な結果が得られなかった。
また、比較例２では、質量の増加は無く打ち易かったが、ねじり剛性が不足し、方向性の面で良好な結果を得られなかった。
【符号の説明】
【００３６】
１０ シャフト（ゴルフクラブ用シャフト）
１０ａ 細径端
１０ｂ 太径端
１１ 第１のバイアス層
１１ａ 第１のバイアス層形成用貼り合わせプリプレグ
１２ 第２のバイアス層
１２ａ 第２のバイアス層形成用貼り合わせプリプレグ
１３ 第３のバイアス層
１３ａ 第３のバイアス層形成用貼り合わせプリプレグ
２１ 第１のストレート層
２１ａ 第１のストレート層形成用プリプレグ
２２ 第２のストレート層
２２ａ 第２のストレート層形成用プリプレグ
２３ 第３のストレート層
２３ａ 第３のストレート層形成用プリプレグ
２４ 補強層
２４ａ 補強層形成用プリプレグ
２５ 外径調整層
２５ａ 外径調整層形成用プリプレグ
３０ マンドレル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維強化樹脂製のゴルフクラブ用シャフトおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
炭素繊維強化樹脂等の繊維強化樹脂によって形成したゴルフクラブ用のシャフトとして、強化繊維の配向方向がシャフト長手軸方向に対して＋α°と−α°（ただし、２０°≦α°≦７０°）である層を各々貼り合せ、巻き回して形成させたバイアス層と、強化繊維の配向方向がシャフト長手軸方向に対して略平行であるストレート層とを積層したものが知られている。このようなゴルフクラブ用シャフトにおいて、ボール打撃時のシャフトのねじれを抑制して打ち出し方向を正確にし、打感を良好にするために、ねじり剛性を高めるためのバイアス層をストレート層の外側にさらに設けることが提案されている（特許文献１〜４参照）。
しかしながら、特許文献１〜４に記載のゴルフクラブ用シャフトでも、ねじり剛性が不充分になることがあった。
ねじり剛性をさらに高めるためには、例えば、シャフト全体にわたってバイアス層をさらに設けて、バイアス層数を３層にする方法（例えば特許文献５の図８参照）を適用することが考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６２−３３８７２号公報
【特許文献２】特開平９−３２７５３６号公報
【特許文献３】特開平１１−１９７２７７号公報
【特許文献４】特開平８−３０８９６９号公報
【特許文献５】実開平４−９２２７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、特許文献５に記載のゴルフクラブ用シャフトでは、ねじり剛性は高くなるものの、重くなってしまうという問題を有していた。
シャフトの質量を増加せずにねじり剛性を上げるためには、シャフトに占めるストレート層の比率を下げ、バイアス層の比を上げることが考えられるが、その場合には、充分な曲げ剛性を得ることができなくなる。
また、ねじり剛性を高くするためには、バイアス層用の強化繊維として比弾性に優れる超高弾性炭素繊維を用いることが考えられるが、超高弾性炭素繊維は破断伸度が小さく、圧縮強度が高くないので衝撃強度などのシャフトの機械的強度が不充分になることがあった。
そこで、本発明は、軽量である上に、充分なねじり剛性と曲げ剛性を有し、ゴルフクラブとしたときの打感に優れるゴルフクラブ用シャフトおよび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】
【０００５】
本発明者らは、質量増加を招くことなく、シャフトのねじり剛性を高くする方法について検討した。その結果、全てのバイアス層がシャフトの全体にわたって形成されていなくても、一部のバイアス層が細径端側に形成されていれば、シャフトのねじり剛性を充分に高くできることを見出した。そして、その知見に基づき、本発明の課題を解決するべく検討して、以下のゴルフクラブ用シャフトおよびその製造方法を発明した。
【０００６】
本発明は、以下の構成を有する。
［１］シャフト長手軸方向に対して＋α°と−α°（ただし、２０°≦α°≦７０°）の配向角度で配向した強化繊維を含有する厚さ０．６ｍｍ以下の繊維強化樹脂製のバイアス層と、シャフト長手軸方向に対して略平行に配向した強化繊維を含有する繊維強化樹脂製のストレート層とを各々３層以上備え、
バイアス層とストレート層とを交互に配置し、
最内の層がバイアス層であり、
最内のバイアス層以外のバイアス層のいずれか少なくとも１層を、細径端からシャフト全長の５〜５０％の長さに亘って形成してなるゴルフクラブ用シャフト。
［２］強化繊維が炭素繊維である［１］に記載のゴルフクラブ用シャフト。
［３］シャフト長手軸方向に対して＋α°と−α°（ただし、２０°≦α°≦７０°）の配向角度で配向した強化繊維を含有する２枚のプリプレグを貼り合わせてなる厚さ０．１６ｍｍ以下のバイアス層形成用貼り合わせプリプレグと、シャフト長手軸方向に対して略平行に配向した強化繊維を含有するストレート層形成用プリプレグとを各々３枚以上巻き付ける工程を有し、
前記工程では、最内にバイアス層形成用貼り合わせプリプレグを配置し、
最内のバイアス層形成用貼り合わせプリプレグ以外のバイアス層形成用貼り合わせプリプレグの少なくとも１つを、細径端からシャフト全長の５〜５０％の長さに亘って配置するゴルフクラブ用シャフトの製造方法。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のゴルフクラブ用シャフトは、軽量である上に、充分なねじり剛性と曲げ剛性を有し、ゴルフクラブとしたときの打感に優れる。
本発明のゴルフクラブ用シャフトの製造方法によれば、軽量である上に、充分なねじり剛性と曲げ剛性を有し、ゴルフクラブとしたときの打感に優れるゴルフクラブ用シャフトを製造できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明のシャフトの一実施形態例を示す側面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ’断面の拡大図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ’断面の拡大図である。
【図４】図１のＣ−Ｃ’断面の拡大図である。
【図５】本発明のシャフトの製造方法の一実施形態例で使用するマンドレルおよびプレプレグを示す図である。
【図６】実施例１で使用するマンドレルおよびプレプレグを示す図である。
【図７】ねじれ角度の測定方法を示す図である。
【図８】比較例１で使用するマンドレルおよびプレプレグを示す図である。
【図９】比較例２で使用するマンドレルおよびプレプレグを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
＜ゴルフクラブ用シャフト＞
本発明のゴルフクラブ用シャフト（以下、シャフトと略す。）の一実施形態例について説明する。
図１〜図４に、本実施形態例のシャフトを示す。本実施形態例のシャフト１０は、一端（細径端１０ａ）から他端（太径端１０ｂ）に向かって漸次拡径しているものであり、最も内側の層がバイアス層で、外側に向かってバイアス層とストレート層とを交互に各々３層有する。すなわち、同心円状に、第１のバイアス層１１、第１のストレート層２１、第２のバイアス層１２、第２のストレート層２２、第３のバイアス層１３、第３のストレート層２３を内側から順に有する。
バイアス層およびストレート層が各々３層以上であることにより、ねじり剛性および曲げ剛性が充分になる。最も内側の層がバイアス層であることにより、曲げ剛性が充分になる。
【００１０】
また、本実施形態例では、図２に示すように、第３のストレート層２３の表面の細径端１０ａ側の部分には、補強層２４を有し、さらに、補強層２４の表面には、仕上げ研磨後に所定の外径を確保できるようにするための外径調整層２５を有する。
【００１１】
各バイアス層１１，１２，１３は、繊維強化樹脂製の層であり、シャフト１０の軸方向に対して＋α°の配向角度で配向した強化繊維と、シャフト１０の軸方向に対して−α°の配向角度で配向した強化繊維とを含有する。ここで、α°は、２０°〜７０°である。通常、正の配向角度および負の配向角度の絶対値は同一である。
α°が２０°より小さいと、シャフト１０の曲げ剛性が高くなるものの、ねじり剛性が小さくなり過ぎる。また、α°が７０°より大きいと、シャフト１０の潰し剛性が高くなるものの、ねじり剛性が小さくなり過ぎてしまう。
【００１２】
また、各バイアス層１１，１２，１３は、厚さ０．６ｍｍ以下、好ましくは０．４５ｍｍ以下である。各バイアス層１１，１２，１３の厚さが０．６０ｍｍ以下であることにより、シャフト１０を軽量化することが可能となる。
また、各バイアス層１１，１２，１３の厚さは、充分なねじり剛性を得るためには、０．１０ｍｍ以上であることが好ましい。
【００１３】
図２は、シャフト１０の細径端１０ａからシャフト１０の全長の６％の長さの部分の断面図、図３は、シャフト１０の細径端１０ａからシャフト１０の全長の５１％の長さの部分の断面図、図２は、シャフト１０の細径端１０ａからシャフト１０の全長の９５％の長さの部分の断面図である。これら図２〜４に示すように、本実施形態例における第３のバイアス層１３は、シャフト１０の細径端１０ａからシャフト１０の全長の５〜５０％の長さに亘って形成されたものである。以下、シャフト１０の細径端１０ａからシャフト１０の全長の５〜５０％の長さに亘って形成されたバイアス層のことを、短尺バイアス層という。
第３のバイアス層１３が、シャフト１０の細径端１０ａからシャフト１０の全長の５％以上の長さに亘って形成されていることにより、ねじり剛性を高めることができる。また、第３のバイアス層１３が、シャフト１０の細径端１０ａからシャフト１０の全長の５０％以下の長さに亘って形成されていることにより、シャフト１０の質量増加を抑制できる。
【００１４】
短尺バイアス層である第３のバイアス層１３については、シャフト１０の軸方向に対する強化繊維の配向角度が＋α°と−α°（ただし、２０°≦α°≦７０°である）であることが好ましい。第３のバイアス層１３の強化繊維のα°が２０°以上７０°以下であれば、ねじり剛性をより向上させることができる。
本実施形態における第１のバイアス層１１および第２のバイアス層１２は、シャフト１０のシャフト長手軸方向の全体にわたって配置されている。
【００１５】
各ストレート層２１，２２，２３は、繊維強化樹脂の層であり、シャフト１０の軸方向に対して略平行に配向した強化繊維を含有する。強化繊維がシャフト１０の軸方向に略平行に配向していることで、曲げ剛性を高くすることができる。
また、各ストレート層２１，２２，２３の厚さは０．０６〜０．２５ｍｍであることが好ましく、０．０８〜０．１５ｍｍであることがより好ましい。各ストレート層２１，２２，２３の厚さが０．０６ｍｍ以上であれば、曲げ剛性をより向上させることができ、０．２５ｍｍ以下であれば、シャフト１０を充分に軽量化できる。
第１のストレート層２１、第２のストレート層２２および第３のストレート層２３は、シャフト１０の長手方向の全体にわたって形成されている。
【００１６】
バイアス層１１，１２，１３およびストレート層２１，２２，２３を構成する樹脂成分としては、例えば、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ビニルエステル樹脂、フェノール樹脂、ベンゾオキサジン樹脂などが挙げられる。これらの中でも、硬化後の強度を高くできることから、エポキシ樹脂が好ましい。
バイアス層１１，１２，１３およびストレート層２１，２２，２３を構成する強化繊維としては、例えば、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、高強度ポリエステル繊維、ボロン繊維、アルミナ繊維、窒化珪素繊維、ナイロン繊維などが挙げられる。これらの中でも比強度および比弾性に優れることから、炭素繊維が好ましい。
また、バイアス層１１，１２，１３を構成する強化繊維として炭素繊維を用いる場合には、引張弾性率が２８０〜５００ＧＰａの炭素繊維を用いることが好ましい。ここで、引張弾性率はＪＩＳ Ｒ ７６０８に準拠して測定された値である。
炭素繊維の引張弾性率が２８０ＧＰａ以上であれば、ねじり剛性をより向上させることができ、５００ＧＰａ以下であれば、シャフトにした時の衝撃強度を高く保つことができる。
また、バイアス層１１，１２，１３における繊維体積含有率は、ねじり剛性をより高くできることから、６０％以上が好ましく、６５％以上であることがより好ましい。また、バイアス層１１，１２，１３における繊維体積含有率は、マトリックス樹脂と補強繊維との密着を十分にするためにはある程度の樹脂量が必要であることから、７５％以下であることが好ましく、７０％以下であることがより好ましい。
【００１７】
補強層２４および外径調整層２５は、目的の機能を果たすような寸法にされていること以外はストレート層２１，２２，２３と同様のもので構成される。
【００１８】
上述したシャフト１０では、細径端１０ａからシャフト全長の５〜５０％の長さに亘って形成されている第３のバイアス層１３によって、ねじり剛性を向上させることできる。しかも、第３のバイアス層１３はシャフト全長の５〜５０％の長さであるから、シャフト１０を軽量化できる。
また、バイアス層およびストレート層を各々３層備えているため、ねじり剛性および曲げ剛性を充分に高くできる。特に、最内の層がバイアス層１１であり、各バイアス層１１，１２，１３がα°が７０°以下の強化繊維を含有するから、曲げ剛性がとりわけ高くなっている。
さらに、バイアス層１１，１２，１３とストレート層２１，２２，２３とが交互に配置されているため、ねじり剛性と曲げ剛性のバランスを向上させることができる。このようなシャフトを用いたゴルフクラブは打感に優れる。
【００１９】
＜シャフトの製造方法＞
次に、上記シャフト１０の製造方法の一実施形態例について説明する。
本実施形態例のシャフト１０の製造方法は、図５に示すような、直径が漸次拡径する部分３１を有するマンドレル３０にプリプレグを巻き付けて、シャフト１０を得る方法である。
具体的には、まず、マンドレル３０に、図５に示すような、第１のバイアス層形成用貼り合わせプリプレグ１１ａ、第１のストレート層形成用プリプレグ２１ａ、第２のバイアス層形成用貼り合わせプリプレグ１２ａ、第２のストレート層形成用プリプレグ２２ａ、第３のバイアス層形成用貼り合わせプリプレグ１３ａ、第３のストレート層形成用プリプレグ２３ａを内側から順に１枚ずつ巻き付ける。ここで、バイアス層形成用貼り合わせプリプレグ１１ａ，１２ａ，１３ａとストレート層形成用プリプレグ２１ａ，２２ａ，２３ａを交互に配置しない場合には、得られるシャフト１０のねじり剛性と曲げ剛性のバランスが損なわれることがある。
次いで、第３のストレート層形成用プリプレグ２３ａの表面の、細径端側の部分に、補強層形成用プリプレグ２４ａを巻き付け、さらに補強層形成用プリプレグ２４ａの表面に外径調整層形成用プリプレグ２５ａを巻き付けて、未硬化の成形品を得る。
次いで、未硬化の成形品を、加熱炉等を用いて加熱し、樹脂成分を硬化させて、シャフト１０を得る。
【００２０】
上記製造方法で用いるバイアス層形成用貼り合わせプリプレグ１１ａ，１２ａ，１３ａは、得られるシャフト１０の軸方向に対して＋α°で配向した強化繊維と、−α°で配向した強化繊維とを含有するプリプレグである。ここで、α°は、２０°〜７０°である。
α°が２０°以上７０°以下であることにより、得られるシャフト１０のねじり剛性が充分高いものとなる。
シャフト１０の軸方向に対する強化繊維の配向角度を＋α°と−α°（ただし、２０°≦α°≦７０°）にするためには、マンドレル３０の軸方向に対する強化繊維の配向角度を＋α°と−α°（ただし、２０°≦α°≦７０°）にする。
【００２１】
本実施形態例における第３のバイアス層形成用貼り合わせプリプレグ１３ａは短尺バイアス層を形成するためのプリプレグ、すなわち、シャフト１０の細径端１０ａからシャフト全長の５〜５０％の長さに亘ってバイアス層を形成するプリプレグである。第３のバイアス層形成用プリプレグ１３ａは、シャフト１０の細径端１０ａからシャフト全長の５％〜５０％の長さに亘って配置される。第３のバイアス層形成用貼り合わせプリプレグ１３ａが、シャフト１０の細径端１０ａからシャフト全長の５％より小さいと、得られるシャフト１０のねじり剛性の向上が得られず、また、第３のバイアス層形成用貼り合わせプリプレグ１３ａが、シャフト１０の細径端１０ａからシャフト全長の５０％より大きいと、得られるシャフト１０の質量が大きくなってしまう。
【００２２】
また、各バイアス層形成用貼り合わせプリプレグ１１ａ，１２ａ，１３ａは、厚さ０．１６ｍｍ以下、好ましくは０．１２ｍｍ以下である。各バイアス層形成用貼り合わせプリプレグ１１ａ，１２ａ，１３ａの厚さが０．１６ｍｍを超えると、得られるシャフト１０が重くなる傾向にある。
また、各バイアス層形成用貼り合わせプリプレグ１１ａ，１２ａ，１３ａの厚さは、得られるシャフト１０のねじり剛性を充分に向上させるためには、０．０３ｍｍ以上であることが好ましく、０．０５ｍｍ以上であることがより好ましい。
【００２３】
ストレート層形成用プリプレグ２１ａ，２２ａ，２３ａは、得られるシャフト１０の軸方向に対して略平行に配向した強化繊維を含有する。強化繊維がシャフト１０の軸方向に略平行に配向していることで、得られるシャフト１０の曲げ剛性を高くできる。
【００２４】
バイアス層形成用貼り合わせプリプレグ１１ａ，１２ａ，１３ａおよびストレート層形成用プリプレグ２１ａ，２２ａ，２３ａは、強化繊維が一方向に引き揃えられた一方向プリプレグを、シャフト１０の形状が形成され、かつ、所定の方向に強化繊維が配向するように裁断し、必要に応じて複数を組み合わせることにより得られる。例えば、バイアス層形成用貼り合わせプリプレグ１１ａ，１２ａ，１３ａについては、シャフト１０の軸方向に対して＋α°の範囲内の配向角度で配向した強化繊維を含有するプリプレグと、−α°の範囲内の配向角度で配向した強化繊維を含有するプリプレグとを組み合わせることで得られる。ここで、α°は、２０°〜７０°である。
通常、バイアス層形成用貼り合わせプリプレグ１１ａ，１２ａおよびストレート層形成用プリプレグ２１ａ，２２ａ，２３ａは、拡径する部分を有してもシャフト１０の断面が円形になるようにするために、細径端１０ａになる側の幅が狭くなっている。
【００２５】
上記製造方法では、必要に応じて、樹脂成分硬化後に仕上げ研磨加工を施してもよい。本実施形態例の製造方法では、第３のバイアス層１３の表面に第３のストレート層２３が形成されるから、研磨加工を施しても、第３のバイアス層１３が除去されることはない。
【００２６】
以上説明した製造方法では、第２のストレート層形成用プリプレグ２２ａと第３のストレート層形成用プリプレグ２３ａとの間に、細径端１０ａからシャフト全長の５〜５０％の長さに亘って第３のバイアス層形成用貼り合わせプリプレグ１３ａを配置するため、得られるシャフト１０のねじり剛性が充分高いものとなる。しかも、第３のバイアス層形成用貼り合わせプリプレグ１３ａはシャフト全長の５〜５０％の長さであるから、得られるシャフト１０を軽量化できる。
また、バイアス層形成用貼り合わせプリプレグおよびストレート層形成用プリプレグを各々３枚用いるため、得られるシャフト１０のねじり剛性と曲げ剛性を充分に高くできる。特に、最内にバイアス層形成用プリプレグ１１ａを用い、バイアス層形成用貼り合わせプリプレグ１１ａ，１２ａ，１３ａが配向角度７０°以下の強化繊維および配向角度−７０°以上の強化繊維を含有するから、得られるシャフト１０の曲げ剛性をとりわけ高くできる。
さらに、バイアス層形成用貼り合わせプリプレグ１１ａ，１２ａ，１３ａとストレート層形成用プリプレグ２１ａ，２２ａ，２３ａとを交互に配置するため、ねじり剛性と曲げ剛性のバランスを向上させることができる。
【００２７】
なお、本発明は、上記実施形態例に限定されない。例えば、バイアス層およびストレート層は各々３層である必要はなく、４層以上であってもよい。４層以上である場合にも、最内の層をバイアス層にする。
また、短尺バイアス層が第３のバイアス層でなく、第２のバイアス層であってもよいし、第２のバイアス層および第３のバイアス層の両方であってもよい。バイアス層が４層以上ある場合には、第１のバイアス層以外のバイアス層の少なくとも１つが短尺バイアス層であればよい。
また、本発明のシャフトでは、補強層２４および外径調整層２５の一方または両方を有していなくても構わない。
【実施例】
【００２８】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。
以下の例にて使用したプリプレグを表１に示す。
【００２９】
【表１】
【００３０】
（実施例）
図６に示すような、細径端部の外径が４．４０ｍｍであり、細径端部から１１００ｍｍの位置までの外径がテーパー度７．９１／１０００で漸増して細径端部から１１００ｍｍの位置の外径が１３．１０ｍｍとなり、細径端部から１１００ｍｍの位置〜細径端端部から１５００ｍｍの位置は１３．１０ｍｍの一定の外径を有するマンドレル３０を用いた。
マンドレル３０の細径端部から１１０ｍｍの位置〜細径端部から１３００ｍｍの位置の範囲に、２枚のプリプレグＡからなる台形状の第１のバイアス層形成用貼り合わせプリプレグ１１ａ（配向角度＋４５°の強化繊維を含有するプリプレグと配向角度−４５°の強化繊維を含有するプリプレグとを貼り合わせて得た１枚のプリプレグ）、プリプレグＢからなる台形状の第１のストレート層形成用プリプレグ２１ａ（配向角度０°の強化繊維を含有するプリプレグ）、２枚のプリプレグＡからなる台形状の第２のバイアス層形成用貼り合わせプリプレグ１２ａ（配向角度＋４５°の強化繊維を含有するプリプレグと配向角度−４５°の強化繊維を含有するプリプレグとを貼り合わせて得た１枚のプリプレグ）、プリプレグＣからなる台形状の第２のストレート層形成用プリプレグ２２ａ（配向角度０°の強化繊維を含有するプリプレグ）、２枚のプリプレグＡからなる第３のバイアス層形成用貼り合わせプリプレグ１３ａ（配向角度＋４５°の強化繊維を含有するプリプレグと配向角度−４５°の強化繊維を含有するプリプレグとを貼り合わせて得た１枚のプリプレグ）、プリプレグＤからなる台形状の第３のストレート層形成用プリプレグ２３ａ（配向角度０°の強化繊維を含有するプリプレグ）を順に巻き付けた。ここで、第３のバイアス層形成用貼り合わせプリプレグ１３ａは、細径端１０ａからシャフト全長の８％の長さまでの範囲にバイアス層を形成するものとした。
次いで、第３のストレート層形成用プリプレグ２３ａの表面の、細径端側の部分に、プリプレグＥからなる補強層形成用プリプレグ２４ａ（配向角度０°の強化繊維を含有するプリプレグ）を巻き付けた。さらに、補強層形成用プリプレグ２４ａの表面に、プリプレグＥからなる外径調整層形成用プリプレグ２５ａ（配向角度０°の強化繊維を含有するプリプレグ）を巻き付けて、未硬化の成形品を得た。
次いで、幅２０ｍｍ、厚さ０．０３ｍｍのポリプロピレン製のテープを１．５ｍｍ間隔で巻き付けて未硬化の成形品を固定した後、加熱炉を用い、１４５℃で２時間加熱し、樹脂成分を硬化させた。その後ポリプロピレン製のテープを外し、両端を各１１ｍｍカットして全長を１１６８ｍｍとし、さらに表面の研磨を行ってシャフト１０を得た。
【００３１】
得られたシャフトについて、ねじれ角度（ねじれ角度が小さい程、ねじり剛性が大きい。）、曲げ剛性、打感（フィーリング）を以下のように評価した。評価結果を表２に示す。
［ねじれ角度］
図７に示すように、シャフト細径端部から１０３５ｍｍの位置〜シャフト細径端部から１０６７ｍｍの位置までを第１のチャック（幅３２ｍｍ）５１で固定し、シャフト細径端部〜細径端部から５０ｍｍの位置までを第２のチャック（幅５０ｍｍ）５２で固定した。第２のチャック５２に重りを取り付けて１３．８ｋｇｆ・ｃｍのトルクを負荷した時のねじれ角度を測定した。
［曲げ剛性］
曲げ剛性ＥＩは、測定点（細径端より５２５ｍｍの位置）を中心に太径端側に１５０ｍｍの位置と細径端側に１５０ｍｍの位置に支点（支点に設置された支持治具の半径：１０ｍｍ）を設置し、測定点（測定点に設置された荷重圧子治具の半径：７５ｍｍ）にかける荷重を試験速度５ｍｍ／分にて増やしていき、９８Ｎと１９６Ｎの荷重を与えた時のシャフトのたわみ量δ１０（ｍｍ）とδ２０（ｍｍ）を測定し、以下の式により求めた。
ＥＩ＝（△Ｐ／Ｌ３）／（４８・△δ）
ＥＩ：曲げ剛性（Ｎ・ｍｍ２）
△Ｐ：１９６Ｎ−９８Ｎ＝９８Ｎ
Ｌ：支点間距離（ｍｍ）
△δ：δ２０−δ１０（ｍｍ）
［打感（フィーリング）］
得られたシャフトに質量２００ｇ、体積４６０ｃｍ３、ロフト角９．５°の市販のチタン製ドライバークラブ用ヘッドと質量５２ｇの市販のグリップをクラブ長さが４５インチなるように装着した。そして、ゴルフ熟練者が実打し、ボールを打った際の打感（フィーリング）を評価した。
【００３２】
【表２】
【００３３】
（比較例１）
図８に示すように、第３のバイアス層形成用貼り合わせプリプレグを用いて、シャフト全長にわたって第３のバイアス層を形成したことと、第２のストレート層形成用プリプレグをプリプレグＦにした以外は実施例と同様にしてシャフトを得た。得られたシャフトについて、実施例と同様にして評価した。評価結果を表２に示す。
【００３４】
（比較例２）
図９に示すように、第３のバイアス層形成用貼り合わせプリプレグを省いたこと以外は実施例と同様にしてシャフトを得た。得られたシャフトについて、実施例と同様にして評価した。評価結果を表２に示す。
【００３５】
実施例では、質量増加を招くことなく、シャフトのねじり剛性および曲げ剛性を充分に高くでき、得られたシャフトを用いたゴルフクラブの打感は良好であった。
これに対し、比較例１では、ねじり剛性を高くできたものの、質量の増加が大きく、また打感（フィーリング）が硬く、良好な結果が得られなかった。
また、比較例２では、質量の増加は無く打ち易かったが、ねじり剛性が不足し、方向性の面で良好な結果を得られなかった。
【符号の説明】
【００３６】
１０ シャフト（ゴルフクラブ用シャフト）
１０ａ 細径端
１０ｂ 太径端
１１ 第１のバイアス層
１１ａ 第１のバイアス層形成用貼り合わせプリプレグ
１２ 第２のバイアス層
１２ａ 第２のバイアス層形成用貼り合わせプリプレグ
１３ 第３のバイアス層
１３ａ 第３のバイアス層形成用貼り合わせプリプレグ
２１ 第１のストレート層
２１ａ 第１のストレート層形成用プリプレグ
２２ 第２のストレート層
２２ａ 第２のストレート層形成用プリプレグ
２３ 第３のストレート層
２３ａ 第３のストレート層形成用プリプレグ
２４ 補強層
２４ａ 補強層形成用プリプレグ
２５ 外径調整層
２５ａ 外径調整層形成用プリプレグ
３０ マンドレル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフト長手軸方向に対して＋α°と−α°（ただし、２０°≦α°≦７０°）の配向角度で配向した強化繊維を含有する厚さ０．６ｍｍ以下の繊維強化樹脂製のバイアス層と、シャフト長手軸方向に対して略平行に配向した強化繊維を含有する繊維強化樹脂製のストレート層とを各々３層以上備え、
バイアス層とストレート層とを交互に配置し、
最内の層がバイアス層であり、
最内のバイアス層以外のバイアス層のいずれか少なくとも１層を、細径端からシャフト全長の５〜５０％の長さに亘って形成してなるゴルフクラブ用シャフト。
【請求項２】
強化繊維が炭素繊維である請求項１に記載のゴルフクラブ用シャフト。
【請求項３】
シャフト長手軸方向に対して＋α°と−α°（ただし、２０°≦α°≦７０°）の配向角度で配向した強化繊維を含有する２枚のプリプレグを貼り合わせてなる厚さ０．１６ｍｍ以下のバイアス層形成用貼り合わせプリプレグと、シャフト長手軸方向に対して略平行に配向した強化繊維を含有するストレート層形成用プリプレグとを各々３枚以上巻き付ける工程を有し、
前記工程では、最内にバイアス層形成用貼り合わせプリプレグを配置し、
最内のバイアス層形成用貼り合わせプリプレグ以外のバイアス層形成用貼り合わせプリプレグの少なくとも１つを、細径端からシャフト全長の５〜５０％の長さに亘って配置するゴルフクラブ用シャフトの製造方法。
【請求項１】
シャフト長手軸方向に対して＋α°と−α°（ただし、２０°≦α°≦７０°）の配向角度で配向した強化繊維を含有する厚さ０．６ｍｍ以下の繊維強化樹脂製のバイアス層と、シャフト長手軸方向に対して略平行に配向した強化繊維を含有する繊維強化樹脂製のストレート層とを各々３層以上備え、
バイアス層とストレート層とを交互に配置し、
最内の層がバイアス層であり、
最内のバイアス層以外のバイアス層のいずれか少なくとも１層を、細径端からシャフト全長の５〜５０％の長さに亘って形成してなるゴルフクラブ用シャフト。
【請求項２】
強化繊維が炭素繊維である請求項１に記載のゴルフクラブ用シャフト。
【請求項３】
シャフト長手軸方向に対して＋α°と−α°（ただし、２０°≦α°≦７０°）の配向角度で配向した強化繊維を含有する２枚のプリプレグを貼り合わせてなる厚さ０．１６ｍｍ以下のバイアス層形成用貼り合わせプリプレグと、シャフト長手軸方向に対して略平行に配向した強化繊維を含有するストレート層形成用プリプレグとを各々３枚以上巻き付ける工程を有し、
前記工程では、最内にバイアス層形成用貼り合わせプリプレグを配置し、
最内のバイアス層形成用貼り合わせプリプレグ以外のバイアス層形成用貼り合わせプリプレグの少なくとも１つを、細径端からシャフト全長の５〜５０％の長さに亘って配置するゴルフクラブ用シャフトの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−１４７５４３（Ｐ２０１１−１４７５４３Ａ）
【公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１０２３８（Ｐ２０１０−１０２３８）
【出願日】平成２２年１月２０日（２０１０．１．２０）
【出願人】（０００００６０３５）三菱レイヨン株式会社 (2,875)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月２０日（２０１０．１．２０）
【出願人】（０００００６０３５）三菱レイヨン株式会社 (2,875)
【Ｆターム（参考）】
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