ゴルフクラブ用シャフト及びゴルフ用シャフトの製造方法
【課題】繊維強化樹脂層と金属箔の接着力を向上しながら、高い飛距離性能と方向性を兼ね備えた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が求められていた。
【解決手段】炭素繊維強化樹脂を積層してなるゴルフクラブ用シャフトであって、炭素繊維強化樹脂と共に少なくとも１層の金属シートが積層されており、前記金属シートはケミカルエッチング処理が施されたメッシュ状金属シートであり、ゴルフシャフトの細径端部から７００ｍｍ〜８９０ｍｍに亘る部分に前記金属シートが積層されていることを特徴とするゴルフクラブ用シャフト。
【解決手段】炭素繊維強化樹脂を積層してなるゴルフクラブ用シャフトであって、炭素繊維強化樹脂と共に少なくとも１層の金属シートが積層されており、前記金属シートはケミカルエッチング処理が施されたメッシュ状金属シートであり、ゴルフシャフトの細径端部から７００ｍｍ〜８９０ｍｍに亘る部分に前記金属シートが積層されていることを特徴とするゴルフクラブ用シャフト。
【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】
従来より、繊維強化樹脂製のゴルフクラブ用シャフトにおいて、外観の意匠性向上のために金属メッキを施したり、金属繊維、金属箔を表層に配置したりすることが知られている（特許文献１）。また、意匠性のみならず、シャフトの機械的強度の向上を目的として、炭素繊維強化樹脂層の一層に有孔金属箔が積層されたゴルフクラブ用シャフトが知られている（特許文献２）。
【０００３】
以上のごとく、従来から繊維強化樹脂製ゴルフクラブ用シャフトに金属箔を使用することがしられているが、金属箔を使用する多くの目的は意匠性や機械的強度の向上であり、飛距離や方向性の向上には繋がっていなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開昭５０−８８０５０号公報
【特許文献２】特開平６−１９８８０８号公報 繊維強化樹脂製のゴルフクラブ用シャフトのある一層に金属箔を積層する場合、金属箔と繊維強化樹脂との接着力を向上させるため、パンチング等による有孔金属箔を用いることが知られているが、パンチングによる有孔金属箔の調整では、孔の形状の組み合わせや最小孔径の制限等により、孔部分の面積が制限される。そのため、繊維強化樹脂層と金属箔間の十分な接着強度得ることが出来なかったり、金属箔の金属部分の面積が増えることで、重量増となったりする問題がある。また、パンチングによる孔加工では、孔の端部が粗面化されたり、金属箔の表面から微小に突出した部分が生じたりするため、金属箔の表面平滑性が損なわれる。そのため、繊維強化樹脂層と金属箔との間に微小な空気の層を含んでしまうことでボイドの原因となったり、繊維強化樹脂層と金属箔の接着力が低下したりするなど、機械的特性の低下や繊維強化樹脂層と金属箔との層間で剥離し易くなるなどの問題があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、繊維強化樹脂層と金属箔の接着力を向上しながら、高い飛距離性能と方向性を兼ね備えた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】
【０００６】
本発明者らは、上記課題に鑑み鋭意検討を行った結果、以下の発明により上記課題が解決出来ることを見出し、本発明を完成した。
【０００７】
本発明は、以下の構成を有する。
【０００８】
［１］ 炭素繊維強化樹脂を積層してなるゴルフクラブ用シャフトであって、炭素繊維強化樹脂と共に少なくとも１層の金属シートが積層されており、前記金属シートはケミカルエッチング処理が施されたメッシュ状金属シートであり、ゴルフシャフトの細径端部から７００ｍｍ〜８９０ｍｍに亘る部分に前記金属シートが積層されていることを特徴とするゴルフクラブ用シャフト。
【０００９】
［２］ 積層された炭素繊維強化樹脂の繊維の方向が、シャフトの長手軸方向に対して、＋４５°と−４５°に配向されたバイアス層を有しており、金属シートがこのバイアス層よりも内側に積層されていることを特徴とする上記［１］に記載のゴルフクラブ用シャフト。
【００１０】
［３］ キックポイントが４５％以上であることを特徴とする上記［１］または［２］に記載のゴルフクラブ用シャフト。
【００１１】
［４］ 炭素繊維強化樹脂と共に金属シートが積層されたゴルフクラブ用シャフトの製造方法であって、
繊維目付けが１０ｇ／ｍ２〜４０ｇ／ｍ２のガラス繊維織布に熱硬化性樹脂を含浸させたガラス繊維織布プリプレグと、ケミカルエッチング処理が施されたメッシュ状金属シートを貼り付けて複合プリプレグ１を得、
次いで、バイアス層を形成する炭素繊維に熱硬化性樹脂を予め含浸した炭素繊維プリプレグと、前記複合プリプレグ１を張り合わせて複合プリプレグ２を得、
得られた複合プリプレグ２をマンドレルに巻きつける工程を有する
ゴルフクラブ用シャフトの製造方法。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、繊維強化樹脂層と金属箔の接着力を向上しながら、高い飛距離性能と方向性を兼ね備えたゴルフクラブ用シャフトを提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明のシャフトの一実施形態例を示す図である。
【図２】実施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３】比較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４】ケミカルエッチング処理された金属シートの図柄パターンを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜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。
【００１５】
図１に、本実施形態例のシャフトの積層構成を示す。本実施形態例のシャフトは、最も内側の層がガラス繊維織布層１１で、その外側にガラス繊維織布層１１と同サイズの金属シート層１２を有し、次いでバイアス層とストレート層とを有している。すなわち、同心円状に、ガラス繊維織布層１１、金属シート層１２、バイアス層２１、第１のストレート層３１、第２のストレート層３２、第３のストレート層３３、第４のストレート層３４を内側から順に有する。
【００１６】
また、本実施形態例では、バイアス層２１の表面の細径端の部分には、補強層４１、補強層４２を有し、さらに、ストレート層３４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４３を有する。
【００１７】
ガラス繊維織布層１１の繊維目付けは、１０ｇ／ｍ２〜４０ｇ／ｍ２が好ましく、２０ｇ／ｍ２〜３０ｇ／ｍ２が取り扱い性も良く、重量の増加も最小限に抑えることが出来るのでより好ましい。ガラス繊維の目付けが小さすぎると、織布の形態保持が難しく、巻きつけが難しくなったり、皺になったりするため好ましくない。また、ガラス繊維の目付けが大きすぎると、厚くなり過ぎてシャフト表面の凹凸が大きくなったり、重量が重くなったりするため好ましくない。なお、ガラス繊維織布層の目付けは、ガラス繊維織物自体の目付けを調整することによりコントロールすることができる。
【００１８】
また、ガラス繊維織布層１１は、金属シート層１２とシャフト本体の接着力を向上させるために用いるのが好ましい。そのためには、金属シート層１２と同じ大きさか、金属シート層１２より大きい方が好ましい。ただし、ガラス繊維織布層１１が金属シート層１２より大き過ぎると重量が大きくなってしまうため、金属シート層１２の各辺より２０ｍｍを超えない範囲で大きいことが好ましい。
【００１９】
本実施形態例における金属シート層１２は、シャフトの細径端から７００ｍｍ〜８９０ｍｍの長さに亘って形成されている。この範囲において、シャフトはスイング中にねじれ、曲げ、圧縮の力が加わり複合的な応力が掛かるが、この範囲に金属シート層１２を配置することで、シャフトの余分なねじりを抑制することが可能となる。この範囲を超える長さで配置しても特に問題はないが、重量が重くなってしまうため好ましくない。
また、この金属シート層１２はケミカルエッチングにより連続又は非連続の空孔（又は模様）が形成されたメッシュ状金属シートの層である。その製造方法には、様々な方法が知られているが、代表的な方法としては、マスキング剤を箔にコート又は転写（ドライフィルムの場合）し、現像後洗浄して流しだされ、箔の素地が見えた非露光部をエッチング剤で腐食して穿孔することで任意の形状に加工する方法が挙げられる。材料によっては露光部を洗い出す手法も知られているが、今回の発明においてエッチング方法はこだわらない。
【００２０】
本発明で用いるケミカルエッチング処理された金属シートとしては、種々のパターンのものが挙げられるが、例えば図４のような空孔（又は模様）が形成されたものが挙げられる。
【００２１】
ケミカルエッチングとは、一般に科学的には、プリント基板やＥＭＩシールドシート、フォトスケール等に使用される精密加工手法である。シートの材料の金属としては、鉄、銅、ニッケル、アルミニウム、金、銀など純金属だけでなく、ステンレス系材料のような合金系の材料も使用することが出来るが、エッチング処理時の薬液管理と加工後の材料表面の非酸化性の点でステンレス系材料が好適に使用される。
【００２２】
本発明において、ケミカルエッチング処理された金属シート層が少なくとも１層積層させていればよく、複数層積層されていてもよい。多層になるとシャフトが重くなってしまうため、好ましくは１層若しくは２層であり、軽量化の観点からより好ましくは１層である。
【００２３】
上記の例では、シャフトの内部から順番にはガラス繊維織布層、ケミカルエッチング処理された金属シートの順番に積層されているが、これは１例であって、ガラス繊維織布層はなくてもよく、金属シート層が最も内層であってもよい。また、ガラス繊維織布層と金属シート層よりも内層側に炭素繊維樹脂層が存在してもよい。
【００２４】
バイアス層２１は、炭素繊維強化樹脂製の層であり、シャフトの長手軸方向に対して＋α°の配向角度で配向した炭素繊維と、シャフトの長手軸方向に対して−α°の配向角度で配向した炭素繊維とを含有する。ここで、α°は、２０°〜７０°、好ましくは３０°〜６０°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。
【００２５】
α°が小さすぎると、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°が大きすぎると、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。
【００２６】
バイアス層２１を構成する＋α層と−α層は、実質的に半周ずらして貼り合わせることが望ましい。＋α層と−α層をずらさずに貼り合わせると、巻き付け端部の凹凸が大きくなり、外観不良や強度が低下する等の問題があるので好ましくない。また、バイアス層２１を構成する＋α層と−α層の厚さは、０．０２ｍｍ以上０．２０ｍｍ以下が好ましく、より好ましくは０．０３ｍｍ以上、０．１５ｍｍ以下である。バイアス層が薄すぎると巻き付け回数が多くなり過ぎたり、巻き付ける時に皺になったりすることがあるので好ましくなく、厚すぎると、硬くて巻き付けが困難になるので、好ましくない。
【００２７】
各ストレート層３１，３２，３３，３４は、炭素繊維強化樹脂の層であり、シャフトの長手軸方向に対して略平行に配向した炭素繊維を含有する。炭素繊維がシャフトの長手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。
【００２８】
また、各ストレート層３１，３２，３３，３４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３１，３２，３３，３４の厚さが薄すぎると曲げ剛性を向上することができず、厚すぎるとシャフトが重くなってしまい充分な軽量化ができない。
【００２９】
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。
【００３０】
バイアス層２１およびストレート層３１，３２，３３，３４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。
【００３１】
バイアス層２１およびストレート層３１，３２，３３，３４を構成する炭素繊維は比強度および比弾性に優れている。
【００３２】
また、バイアス層２１を構成する炭素繊維は、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。
【００３３】
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。
【００３４】
また、バイアス層２１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２１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。
【００３５】
補強層４１，４２および外径調整層４３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３１，３２，３３，３４と同様のもので構成される。
【００３６】
上述したシャフトでは、補強層４２に使用する繊維の弾性率や長さによって、キックポイントを調整することが出来る。一般的に、キックポイントが小さいものを先調子、大きいものを元調子と呼ぶが、元調子の方がシャフトのしなり幅を大きく取ることが出来るため飛距離性能が高いが、シャフトをコントロールするのが難しいと言われている。本発明において、金属シート１２は、シャフトの太径端側に配置されるため、手元調子のシャフトに適用するとよりその効果を発揮出来る。よって、本発明の金属シートは、どのような調子のシャフトに適用出来るが、キックポイントが４４％以上、好ましくは４５％以上の元調子のシャフトに配置することがより望ましい。キックポイントが高い本調子のシャフトに適用することで、元調子の飛距離性能を損なうことなく、安定性を付与することが出来る。
【００３７】
＜シャフトの製造方法＞
次に、上記シャフトの製造方法の一実施形態例について説明するが、本発明は以下の説明に限定されない。例えば、上記の＜ゴルフクラブ用シャフト＞中に記載のゴルフクラブシャフトを製造する場合は、上記の＜ゴルフクラブ用シャフト＞中に記載の条件を適宣用いればよい。
【００３８】
本実施形態例のシャフトの製造方法は、図２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５０にプリプレグを巻き付けて、シャフトを得る方法である。
【００３９】
具体的には、まず、図２に示すような、ガラス繊維織布プリプレグ１１ａ、金属シート１２ａを貼り合わせた複合プリプレグを作製し、その複合プリプレグをバイアス層形成用貼り合わせプリプレグ２１ａに貼り合わせた後、マンドレル５０に巻き付ける。そして、第１の補強層形成用プリプレグ４１ａ、第２の補強層形成用プリプレグ４２ａ、第１のストレート層形成用プリプレグ３１ａ、第２のストレート層形成用プリプレグ３２ａ、第３のストレート層形成用プリプレグ３３ａ、第４のストレート層形成用プリプレグ４３ａを内側から順に１枚ずつ巻き付ける。
【００４０】
次いで、第４のストレート層形成用プリプレグ３４ａの表面の、細径端側の部分に、外径調整層形成用プリプレグ４３ａを巻き付けて、未硬化の成形品を得る。
【００４１】
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、シャフトを得る。
【００４２】
上記製造方法で用いるガラス繊維織布プリプレグ１１ａは、金属シート１２ａと同じ大きさに裁断され、あらかじめ貼り合わせた状態にする。なお、この貼り合わせられた複合プリプレグは、バイアス層形成用プリプレグ２１ａの細径端から７１０ｍｍの位置に貼り付け、バイアス層形成用プリプレグ２１ａとともにマンドレル５０に巻き付ける。これにより加熱成形後に仕上げ作業として細径端部約１０ｍｍと太径端部約１０ｍｍを切断するので、最終的に得られるシャフトの細径端から７００ｍｍ（〜８９０ｍｍ）の位置に金属シート１２ａが配置されることになる。
【００４３】
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２１ａは、得られるシャフトの軸方向に対して＋α°で配向した炭素繊維と、−α°で配向した炭素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。
【００４４】
α°が小さすぎたり大きすぎたりすると、得られるシャフト１０のねじり剛性が充分高いものとならない。
【００４５】
シャフトの長手軸方向に対する炭素繊維の配向角度を＋α°と−α°（ただし、２０°≦α°≦７０°）にするためには、マンドレル３０の軸方向に対する炭素繊維の配向角度を＋α°と−α°（ただし、２０°≦α°≦７０°）にする。
【００４６】
また、バイアス層形成用貼り合わせプリプレグ２１ａを構成する＋α層と−α層のそれぞれのプリプレグは、厚さ０．２０ｍｍ以下、好ましくは０．１５ｍｍ以下である。バイアス層形成用貼り合わせプリプレグ２１ａを構成する＋α層と−α層のそれぞれのプリプレグの厚さが大きすぎると、得られるシャフトが重くなったり、巻き付けが困難になったりする。
【００４７】
また、バイアス層形成用貼り合わせプリプレグ２１ａを構成する＋α層と−α層の厚さは、得られるシャフトのねじり剛性を充分に向上させるためには、０．０２ｍｍ以上であることが好ましく、０．０３ｍｍ以上であることがより好ましい。
【００４８】
ストレート層形成用プリプレグ３１ａ，３２ａ，３３ａ，３４ａは、得られるシャフトの長手軸方向に対して略平行に配向した炭素繊維を含有する。炭素繊維がシャフトの長手軸方向に略平行に配向していることで、得られるシャフトの曲げ剛性を高くできる。
【００４９】
バイアス層形成用貼り合わせプリプレグ２１ａおよびストレート層形成用プリプレグ３１ａ，３２ａ，３３ａ，３４ａは、炭素繊維が一方向に引き揃えられた一方向プリプレグを、シャフトの形状が形成され、かつ、所定の方向に炭素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２１ａについては、シャフトの長手軸方向に対して＋α°の範囲内の配向角度で配向した炭素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炭素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。
【００５０】
通常、バイアス層形成用貼り合わせプリプレグ２１ａおよびストレート層形成用プリプレグ３１ａ，３２ａ，３３ａ，３４ａは、拡径する部分を有してもシャフトの断面が円形になるようにするために、細径端になる側の幅が狭くなっている。
【００５１】
本発明において、ガラス繊維織布プリプレグと金属シートを貼り合わせる方法、ならびに複合プリプレグ（ガラス繊維織布に熱硬化性樹脂を含浸させたガラス繊維織布プリプレグと、メッシュ状金属シートを貼り付けた複合プリプレグ）を作製とバイアス層形成用貼り合わせプリプレグ（バイアス層を形成する炭素繊維に熱硬化性樹脂を予め含浸した炭素繊維プリプレグ）を貼り合わせる方法としては、例えば、アイロン等の加熱手段で加熱して貼り合わせた後、真空バッグにより圧着させる方法が挙げられる。
【００５２】
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。
【００５３】
なお、本発明は、上記実施形態例に限定されない。例えば、バイアス層は１層である必要はなく、２層以上あってもよい。およびストレート層は４層である必要はなく、２層や３層でも良く、５層以上であってもよい。
【００５４】
また、本発明のシャフトでは、補強層４１，４２および外径調整層４３のいずれかまたは全部を有していなくても構わない。
【実施例】
【００５５】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。
【００５６】
以下の例にて使用したプリプレグを表１に示す。
【００５７】
【表１】
（実施例）
細径端部の外径が４．３０ｍｍであり、細径端部から９５０ｍｍの位置までの外径がテーパー度１０．００／１０００で漸増して細径端部から９５０ｍｍの位置の外径が１３．８０ｍｍとなり、細径端部から９５０ｍｍの位置〜細径端端部から１５００ｍｍの位置は１３．８０ｍｍの一定の外径を有するマンドレル５０を用いた。
【００５８】
プリプレグＡからなる台形状のガラス繊維織布プリプレグ１１ａ（目付け２８ｇ／ｍ２）と、ステンレス合金からなるケミカルエッチング処理され、プリプレグ１１ａと同じサイズに裁断された金属シート１２ａを貼り合わせた複合プリプレグを得る。なお、これらの長さは１９０ｍｍで周方向に１回巻回される（以降プライと呼ぶ）ようサイズが調整されている。次いで、この複合プリプレグを、プリプレグＢからなる台形状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）の細径端から７１０ｍｍの位置に最小辺が来るようにして貼り合わせた後、マンドレル５０の細径端部から３０ｍｍの位置〜細径端部から１２２０ｍｍの位置の範囲に巻き付ける。なお、バイアス層の細径端側は６プライ、太径端側は２．８プライとなるようサイズを調整している。
次に、プリプレグＣからなる台形状の第１の補強層形成用プリプレグ４１ａ（配向角度０°の強化繊維を含有するプリプレグ）、プリプレグＤからなる第２の補強層形成用プリプレグ４２ａ（配向角度０°の強化繊維を含有するプリプレグ）をマンドレル５０の細径端部から３０ｍｍの位置に最小辺が来るようにして巻き付ける。なお、プリプレグ４１ａの長さは２８０ｍｍ、プリプレグ４２ａの長さは７００ｍｍで、それぞれ１プライとなるようサイズを調整している。
次いで、プリプレグＥ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３１ａ（配向角度０°の強化繊維を含有するプリプレグ）、プリプレグＥ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３２ａ（配向角度０°の強化繊維を含有するプリプレグ）、プリプレグＥ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３３ａ（配向角度０°の強化繊維を含有するプリプレグ）、プリプレグＦからなる台形状の第４のストレート層形成用プリプレグ３４ａ（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。
【００５９】
次いで、第４のストレート層形成用プリプレグ３４ａの表面の細径端側の部分に、プリプレグＧからなる外径調整層形成用プリプレグ４３ａ（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。
【００６０】
そして、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１０ｍｍカットして全長を１１７０ｍｍとし、さらに表面の研磨を行ってシャフトを得た。
【００６１】
得られたシャフトについて、振動数（振動数が高い程曲げ剛性が高い）、トルク（シャフト全体の捩れ角。捩れ角度が小さい程、捩り剛性が大きい）、キックポイント（キックポイントが大きいほど手元調子）を以下のように評価した。評価結果を表２に示す。
【００６２】
【表２】
［振動数］
特開平１０−２２５５４１号公報に記載されている方法により測定した。
すなわち、藤倉ゴム株式会社製ゴルフクラブタイミングハーモナイザーを用い、シャフトの細径端部にヘッドを模擬した質量１９６ｇのおもりを取り付け、シャフトの太径端部から１８０ｍｍを固定して、シャフトの固有振動数を求めた。
【００６３】
［トルク］
特開平５−３３７２２３号公報に記載されているトルク（シャフト全体の捩れ角）の測定方法に従って測定した。
【００６４】
すなわち、細径端部と太径端部とをそれぞれチャックでクランプし、各チャックを介して、シャフトに対して互いに逆方向の捩れトルク（１３．９ｋｇ・ｃｍ）を加えて、捩れ角を測定した。
【００６５】
［キックポイント］
特開平１０−２２５５４１号公報に記載されている方法により求めた。
【００６６】
すなわち、株式会社フォーティーン製キックポイントゲージＦＧ−１０５ＲＭを用いて決定したキックポイント位置（細径端からの長さ）をシャフト全長に対する比率で表した。
【００６７】
［ゴルフクラブヘッド、およびグリップの取り付け］
実施例のゴルフクラブ用シャフトに、市販のチタン製ドライバー用ゴルフクラブヘッド（体積４２０ｃｍ３、質量２０４ｇ、ロフト角９．５°）をアクリル樹脂接着剤で細径端に取り付けた。さらに、シャフト太径端を７５ｍｍカットし、市販のゴム製グリップを両面テープにて取り付け、実施例のゴルフクラブを作製した。
【００６８】
［打球の評価］
実施例のゴルフクラブを株式会社ミヤマエ製試打ロボット「ＲＯＶＯ ＩＶ」に装着し実打試験を実施した。Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ Ｓｐｏｒｔｓ Ｇａｍｅ社製「ＴｒａｃｋＭａｎ」にて飛距離計測などの測定を実施したところ、平均クラブスピードが４４．３ｍ／ｓで、平均飛距離（キャリー＋ラン）が２６２．０ｙｒｄ、スピン軸が０．６°（ストレート）、左右のバラツキが＋０．５ｙｒｄ（右サイド）を示し、飛距離と方向性に優れていた。
【００６９】
（比較例）
図３に示すように、ガラス繊維織布プリプレグと金属シートを用いない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。
【００７０】
実施例と同様に得られたシャフトを用いてゴルフクラブを作製し、打球の評価を実施した。Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ Ｓｐｏｒｔｓ Ｇａｍｅ社製「ＴｒａｃｋＭａｎ」にて飛距離計測などの測定を実施したところ、平均クラブスピードが４４．３ｍ／ｓで、平均飛距離（キャリー＋ラン）が２５８．８ｙｒｄ、スピン軸が６．６°（ややスライス）、左右のバラツキが＋４．４ｙｒｄ（右サイド）を示し、方向性に難があるとともに飛距離の低下も確認された。
【符号の説明】
【００７１】
１１ ガラス繊維織布層
１１ａ ガラス繊維織布プリプレグ
１２ 金属シート層
１２ａ 金属シート
２１ バイアス層
２１ａ バイアス層形成用貼り合わせプリプレグ
３１ 第１のストレート層
３１ａ 第１のストレート層形成用プリプレグ
３２ 第２のストレート層
３２ａ 第２のストレート層形成用プリプレグ
３３ 第３のストレート層
３３ａ 第３のストレート層形成用プリプレグ
３４ 第４のストレート層
３４ａ 第４のストレート層形成用プリプレグ
４１ 第１の補強層
４１ａ 第１の補強層形成用プリプレグ
４２ 第２の補強層
４２ａ 第２の補強層形成用プリプレグ
４３ 外径調整層
４３ａ 外径調整層形成用プリプレグ
５０ マンドレル
５１ 空孔
【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】
従来より、繊維強化樹脂製のゴルフクラブ用シャフトにおいて、外観の意匠性向上のために金属メッキを施したり、金属繊維、金属箔を表層に配置したりすることが知られている（特許文献１）。また、意匠性のみならず、シャフトの機械的強度の向上を目的として、炭素繊維強化樹脂層の一層に有孔金属箔が積層されたゴルフクラブ用シャフトが知られている（特許文献２）。
【０００３】
以上のごとく、従来から繊維強化樹脂製ゴルフクラブ用シャフトに金属箔を使用することがしられているが、金属箔を使用する多くの目的は意匠性や機械的強度の向上であり、飛距離や方向性の向上には繋がっていなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開昭５０−８８０５０号公報
【特許文献２】特開平６−１９８８０８号公報 繊維強化樹脂製のゴルフクラブ用シャフトのある一層に金属箔を積層する場合、金属箔と繊維強化樹脂との接着力を向上させるため、パンチング等による有孔金属箔を用いることが知られているが、パンチングによる有孔金属箔の調整では、孔の形状の組み合わせや最小孔径の制限等により、孔部分の面積が制限される。そのため、繊維強化樹脂層と金属箔間の十分な接着強度得ることが出来なかったり、金属箔の金属部分の面積が増えることで、重量増となったりする問題がある。また、パンチングによる孔加工では、孔の端部が粗面化されたり、金属箔の表面から微小に突出した部分が生じたりするため、金属箔の表面平滑性が損なわれる。そのため、繊維強化樹脂層と金属箔との間に微小な空気の層を含んでしまうことでボイドの原因となったり、繊維強化樹脂層と金属箔の接着力が低下したりするなど、機械的特性の低下や繊維強化樹脂層と金属箔との層間で剥離し易くなるなどの問題があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、繊維強化樹脂層と金属箔の接着力を向上しながら、高い飛距離性能と方向性を兼ね備えた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】
【０００６】
本発明者らは、上記課題に鑑み鋭意検討を行った結果、以下の発明により上記課題が解決出来ることを見出し、本発明を完成した。
【０００７】
本発明は、以下の構成を有する。
【０００８】
［１］ 炭素繊維強化樹脂を積層してなるゴルフクラブ用シャフトであって、炭素繊維強化樹脂と共に少なくとも１層の金属シートが積層されており、前記金属シートはケミカルエッチング処理が施されたメッシュ状金属シートであり、ゴルフシャフトの細径端部から７００ｍｍ〜８９０ｍｍに亘る部分に前記金属シートが積層されていることを特徴とするゴルフクラブ用シャフト。
【０００９】
［２］ 積層された炭素繊維強化樹脂の繊維の方向が、シャフトの長手軸方向に対して、＋４５°と−４５°に配向されたバイアス層を有しており、金属シートがこのバイアス層よりも内側に積層されていることを特徴とする上記［１］に記載のゴルフクラブ用シャフト。
【００１０】
［３］ キックポイントが４５％以上であることを特徴とする上記［１］または［２］に記載のゴルフクラブ用シャフト。
【００１１】
［４］ 炭素繊維強化樹脂と共に金属シートが積層されたゴルフクラブ用シャフトの製造方法であって、
繊維目付けが１０ｇ／ｍ２〜４０ｇ／ｍ２のガラス繊維織布に熱硬化性樹脂を含浸させたガラス繊維織布プリプレグと、ケミカルエッチング処理が施されたメッシュ状金属シートを貼り付けて複合プリプレグ１を得、
次いで、バイアス層を形成する炭素繊維に熱硬化性樹脂を予め含浸した炭素繊維プリプレグと、前記複合プリプレグ１を張り合わせて複合プリプレグ２を得、
得られた複合プリプレグ２をマンドレルに巻きつける工程を有する
ゴルフクラブ用シャフトの製造方法。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、繊維強化樹脂層と金属箔の接着力を向上しながら、高い飛距離性能と方向性を兼ね備えたゴルフクラブ用シャフトを提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明のシャフトの一実施形態例を示す図である。
【図２】実施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３】比較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４】ケミカルエッチング処理された金属シートの図柄パターンを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜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。
【００１５】
図１に、本実施形態例のシャフトの積層構成を示す。本実施形態例のシャフトは、最も内側の層がガラス繊維織布層１１で、その外側にガラス繊維織布層１１と同サイズの金属シート層１２を有し、次いでバイアス層とストレート層とを有している。すなわち、同心円状に、ガラス繊維織布層１１、金属シート層１２、バイアス層２１、第１のストレート層３１、第２のストレート層３２、第３のストレート層３３、第４のストレート層３４を内側から順に有する。
【００１６】
また、本実施形態例では、バイアス層２１の表面の細径端の部分には、補強層４１、補強層４２を有し、さらに、ストレート層３４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４３を有する。
【００１７】
ガラス繊維織布層１１の繊維目付けは、１０ｇ／ｍ２〜４０ｇ／ｍ２が好ましく、２０ｇ／ｍ２〜３０ｇ／ｍ２が取り扱い性も良く、重量の増加も最小限に抑えることが出来るのでより好ましい。ガラス繊維の目付けが小さすぎると、織布の形態保持が難しく、巻きつけが難しくなったり、皺になったりするため好ましくない。また、ガラス繊維の目付けが大きすぎると、厚くなり過ぎてシャフト表面の凹凸が大きくなったり、重量が重くなったりするため好ましくない。なお、ガラス繊維織布層の目付けは、ガラス繊維織物自体の目付けを調整することによりコントロールすることができる。
【００１８】
また、ガラス繊維織布層１１は、金属シート層１２とシャフト本体の接着力を向上させるために用いるのが好ましい。そのためには、金属シート層１２と同じ大きさか、金属シート層１２より大きい方が好ましい。ただし、ガラス繊維織布層１１が金属シート層１２より大き過ぎると重量が大きくなってしまうため、金属シート層１２の各辺より２０ｍｍを超えない範囲で大きいことが好ましい。
【００１９】
本実施形態例における金属シート層１２は、シャフトの細径端から７００ｍｍ〜８９０ｍｍの長さに亘って形成されている。この範囲において、シャフトはスイング中にねじれ、曲げ、圧縮の力が加わり複合的な応力が掛かるが、この範囲に金属シート層１２を配置することで、シャフトの余分なねじりを抑制することが可能となる。この範囲を超える長さで配置しても特に問題はないが、重量が重くなってしまうため好ましくない。
また、この金属シート層１２はケミカルエッチングにより連続又は非連続の空孔（又は模様）が形成されたメッシュ状金属シートの層である。その製造方法には、様々な方法が知られているが、代表的な方法としては、マスキング剤を箔にコート又は転写（ドライフィルムの場合）し、現像後洗浄して流しだされ、箔の素地が見えた非露光部をエッチング剤で腐食して穿孔することで任意の形状に加工する方法が挙げられる。材料によっては露光部を洗い出す手法も知られているが、今回の発明においてエッチング方法はこだわらない。
【００２０】
本発明で用いるケミカルエッチング処理された金属シートとしては、種々のパターンのものが挙げられるが、例えば図４のような空孔（又は模様）が形成されたものが挙げられる。
【００２１】
ケミカルエッチングとは、一般に科学的には、プリント基板やＥＭＩシールドシート、フォトスケール等に使用される精密加工手法である。シートの材料の金属としては、鉄、銅、ニッケル、アルミニウム、金、銀など純金属だけでなく、ステンレス系材料のような合金系の材料も使用することが出来るが、エッチング処理時の薬液管理と加工後の材料表面の非酸化性の点でステンレス系材料が好適に使用される。
【００２２】
本発明において、ケミカルエッチング処理された金属シート層が少なくとも１層積層させていればよく、複数層積層されていてもよい。多層になるとシャフトが重くなってしまうため、好ましくは１層若しくは２層であり、軽量化の観点からより好ましくは１層である。
【００２３】
上記の例では、シャフトの内部から順番にはガラス繊維織布層、ケミカルエッチング処理された金属シートの順番に積層されているが、これは１例であって、ガラス繊維織布層はなくてもよく、金属シート層が最も内層であってもよい。また、ガラス繊維織布層と金属シート層よりも内層側に炭素繊維樹脂層が存在してもよい。
【００２４】
バイアス層２１は、炭素繊維強化樹脂製の層であり、シャフトの長手軸方向に対して＋α°の配向角度で配向した炭素繊維と、シャフトの長手軸方向に対して−α°の配向角度で配向した炭素繊維とを含有する。ここで、α°は、２０°〜７０°、好ましくは３０°〜６０°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。
【００２５】
α°が小さすぎると、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°が大きすぎると、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。
【００２６】
バイアス層２１を構成する＋α層と−α層は、実質的に半周ずらして貼り合わせることが望ましい。＋α層と−α層をずらさずに貼り合わせると、巻き付け端部の凹凸が大きくなり、外観不良や強度が低下する等の問題があるので好ましくない。また、バイアス層２１を構成する＋α層と−α層の厚さは、０．０２ｍｍ以上０．２０ｍｍ以下が好ましく、より好ましくは０．０３ｍｍ以上、０．１５ｍｍ以下である。バイアス層が薄すぎると巻き付け回数が多くなり過ぎたり、巻き付ける時に皺になったりすることがあるので好ましくなく、厚すぎると、硬くて巻き付けが困難になるので、好ましくない。
【００２７】
各ストレート層３１，３２，３３，３４は、炭素繊維強化樹脂の層であり、シャフトの長手軸方向に対して略平行に配向した炭素繊維を含有する。炭素繊維がシャフトの長手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。
【００２８】
また、各ストレート層３１，３２，３３，３４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３１，３２，３３，３４の厚さが薄すぎると曲げ剛性を向上することができず、厚すぎるとシャフトが重くなってしまい充分な軽量化ができない。
【００２９】
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。
【００３０】
バイアス層２１およびストレート層３１，３２，３３，３４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。
【００３１】
バイアス層２１およびストレート層３１，３２，３３，３４を構成する炭素繊維は比強度および比弾性に優れている。
【００３２】
また、バイアス層２１を構成する炭素繊維は、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。
【００３３】
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。
【００３４】
また、バイアス層２１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２１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。
【００３５】
補強層４１，４２および外径調整層４３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３１，３２，３３，３４と同様のもので構成される。
【００３６】
上述したシャフトでは、補強層４２に使用する繊維の弾性率や長さによって、キックポイントを調整することが出来る。一般的に、キックポイントが小さいものを先調子、大きいものを元調子と呼ぶが、元調子の方がシャフトのしなり幅を大きく取ることが出来るため飛距離性能が高いが、シャフトをコントロールするのが難しいと言われている。本発明において、金属シート１２は、シャフトの太径端側に配置されるため、手元調子のシャフトに適用するとよりその効果を発揮出来る。よって、本発明の金属シートは、どのような調子のシャフトに適用出来るが、キックポイントが４４％以上、好ましくは４５％以上の元調子のシャフトに配置することがより望ましい。キックポイントが高い本調子のシャフトに適用することで、元調子の飛距離性能を損なうことなく、安定性を付与することが出来る。
【００３７】
＜シャフトの製造方法＞
次に、上記シャフトの製造方法の一実施形態例について説明するが、本発明は以下の説明に限定されない。例えば、上記の＜ゴルフクラブ用シャフト＞中に記載のゴルフクラブシャフトを製造する場合は、上記の＜ゴルフクラブ用シャフト＞中に記載の条件を適宣用いればよい。
【００３８】
本実施形態例のシャフトの製造方法は、図２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５０にプリプレグを巻き付けて、シャフトを得る方法である。
【００３９】
具体的には、まず、図２に示すような、ガラス繊維織布プリプレグ１１ａ、金属シート１２ａを貼り合わせた複合プリプレグを作製し、その複合プリプレグをバイアス層形成用貼り合わせプリプレグ２１ａに貼り合わせた後、マンドレル５０に巻き付ける。そして、第１の補強層形成用プリプレグ４１ａ、第２の補強層形成用プリプレグ４２ａ、第１のストレート層形成用プリプレグ３１ａ、第２のストレート層形成用プリプレグ３２ａ、第３のストレート層形成用プリプレグ３３ａ、第４のストレート層形成用プリプレグ４３ａを内側から順に１枚ずつ巻き付ける。
【００４０】
次いで、第４のストレート層形成用プリプレグ３４ａの表面の、細径端側の部分に、外径調整層形成用プリプレグ４３ａを巻き付けて、未硬化の成形品を得る。
【００４１】
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、シャフトを得る。
【００４２】
上記製造方法で用いるガラス繊維織布プリプレグ１１ａは、金属シート１２ａと同じ大きさに裁断され、あらかじめ貼り合わせた状態にする。なお、この貼り合わせられた複合プリプレグは、バイアス層形成用プリプレグ２１ａの細径端から７１０ｍｍの位置に貼り付け、バイアス層形成用プリプレグ２１ａとともにマンドレル５０に巻き付ける。これにより加熱成形後に仕上げ作業として細径端部約１０ｍｍと太径端部約１０ｍｍを切断するので、最終的に得られるシャフトの細径端から７００ｍｍ（〜８９０ｍｍ）の位置に金属シート１２ａが配置されることになる。
【００４３】
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２１ａは、得られるシャフトの軸方向に対して＋α°で配向した炭素繊維と、−α°で配向した炭素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。
【００４４】
α°が小さすぎたり大きすぎたりすると、得られるシャフト１０のねじり剛性が充分高いものとならない。
【００４５】
シャフトの長手軸方向に対する炭素繊維の配向角度を＋α°と−α°（ただし、２０°≦α°≦７０°）にするためには、マンドレル３０の軸方向に対する炭素繊維の配向角度を＋α°と−α°（ただし、２０°≦α°≦７０°）にする。
【００４６】
また、バイアス層形成用貼り合わせプリプレグ２１ａを構成する＋α層と−α層のそれぞれのプリプレグは、厚さ０．２０ｍｍ以下、好ましくは０．１５ｍｍ以下である。バイアス層形成用貼り合わせプリプレグ２１ａを構成する＋α層と−α層のそれぞれのプリプレグの厚さが大きすぎると、得られるシャフトが重くなったり、巻き付けが困難になったりする。
【００４７】
また、バイアス層形成用貼り合わせプリプレグ２１ａを構成する＋α層と−α層の厚さは、得られるシャフトのねじり剛性を充分に向上させるためには、０．０２ｍｍ以上であることが好ましく、０．０３ｍｍ以上であることがより好ましい。
【００４８】
ストレート層形成用プリプレグ３１ａ，３２ａ，３３ａ，３４ａは、得られるシャフトの長手軸方向に対して略平行に配向した炭素繊維を含有する。炭素繊維がシャフトの長手軸方向に略平行に配向していることで、得られるシャフトの曲げ剛性を高くできる。
【００４９】
バイアス層形成用貼り合わせプリプレグ２１ａおよびストレート層形成用プリプレグ３１ａ，３２ａ，３３ａ，３４ａは、炭素繊維が一方向に引き揃えられた一方向プリプレグを、シャフトの形状が形成され、かつ、所定の方向に炭素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２１ａについては、シャフトの長手軸方向に対して＋α°の範囲内の配向角度で配向した炭素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炭素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。
【００５０】
通常、バイアス層形成用貼り合わせプリプレグ２１ａおよびストレート層形成用プリプレグ３１ａ，３２ａ，３３ａ，３４ａは、拡径する部分を有してもシャフトの断面が円形になるようにするために、細径端になる側の幅が狭くなっている。
【００５１】
本発明において、ガラス繊維織布プリプレグと金属シートを貼り合わせる方法、ならびに複合プリプレグ（ガラス繊維織布に熱硬化性樹脂を含浸させたガラス繊維織布プリプレグと、メッシュ状金属シートを貼り付けた複合プリプレグ）を作製とバイアス層形成用貼り合わせプリプレグ（バイアス層を形成する炭素繊維に熱硬化性樹脂を予め含浸した炭素繊維プリプレグ）を貼り合わせる方法としては、例えば、アイロン等の加熱手段で加熱して貼り合わせた後、真空バッグにより圧着させる方法が挙げられる。
【００５２】
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。
【００５３】
なお、本発明は、上記実施形態例に限定されない。例えば、バイアス層は１層である必要はなく、２層以上あってもよい。およびストレート層は４層である必要はなく、２層や３層でも良く、５層以上であってもよい。
【００５４】
また、本発明のシャフトでは、補強層４１，４２および外径調整層４３のいずれかまたは全部を有していなくても構わない。
【実施例】
【００５５】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。
【００５６】
以下の例にて使用したプリプレグを表１に示す。
【００５７】
【表１】
（実施例）
細径端部の外径が４．３０ｍｍであり、細径端部から９５０ｍｍの位置までの外径がテーパー度１０．００／１０００で漸増して細径端部から９５０ｍｍの位置の外径が１３．８０ｍｍとなり、細径端部から９５０ｍｍの位置〜細径端端部から１５００ｍｍの位置は１３．８０ｍｍの一定の外径を有するマンドレル５０を用いた。
【００５８】
プリプレグＡからなる台形状のガラス繊維織布プリプレグ１１ａ（目付け２８ｇ／ｍ２）と、ステンレス合金からなるケミカルエッチング処理され、プリプレグ１１ａと同じサイズに裁断された金属シート１２ａを貼り合わせた複合プリプレグを得る。なお、これらの長さは１９０ｍｍで周方向に１回巻回される（以降プライと呼ぶ）ようサイズが調整されている。次いで、この複合プリプレグを、プリプレグＢからなる台形状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）の細径端から７１０ｍｍの位置に最小辺が来るようにして貼り合わせた後、マンドレル５０の細径端部から３０ｍｍの位置〜細径端部から１２２０ｍｍの位置の範囲に巻き付ける。なお、バイアス層の細径端側は６プライ、太径端側は２．８プライとなるようサイズを調整している。
次に、プリプレグＣからなる台形状の第１の補強層形成用プリプレグ４１ａ（配向角度０°の強化繊維を含有するプリプレグ）、プリプレグＤからなる第２の補強層形成用プリプレグ４２ａ（配向角度０°の強化繊維を含有するプリプレグ）をマンドレル５０の細径端部から３０ｍｍの位置に最小辺が来るようにして巻き付ける。なお、プリプレグ４１ａの長さは２８０ｍｍ、プリプレグ４２ａの長さは７００ｍｍで、それぞれ１プライとなるようサイズを調整している。
次いで、プリプレグＥ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３１ａ（配向角度０°の強化繊維を含有するプリプレグ）、プリプレグＥ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３２ａ（配向角度０°の強化繊維を含有するプリプレグ）、プリプレグＥ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３３ａ（配向角度０°の強化繊維を含有するプリプレグ）、プリプレグＦからなる台形状の第４のストレート層形成用プリプレグ３４ａ（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。
【００５９】
次いで、第４のストレート層形成用プリプレグ３４ａの表面の細径端側の部分に、プリプレグＧからなる外径調整層形成用プリプレグ４３ａ（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。
【００６０】
そして、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１０ｍｍカットして全長を１１７０ｍｍとし、さらに表面の研磨を行ってシャフトを得た。
【００６１】
得られたシャフトについて、振動数（振動数が高い程曲げ剛性が高い）、トルク（シャフト全体の捩れ角。捩れ角度が小さい程、捩り剛性が大きい）、キックポイント（キックポイントが大きいほど手元調子）を以下のように評価した。評価結果を表２に示す。
【００６２】
【表２】
［振動数］
特開平１０−２２５５４１号公報に記載されている方法により測定した。
すなわち、藤倉ゴム株式会社製ゴルフクラブタイミングハーモナイザーを用い、シャフトの細径端部にヘッドを模擬した質量１９６ｇのおもりを取り付け、シャフトの太径端部から１８０ｍｍを固定して、シャフトの固有振動数を求めた。
【００６３】
［トルク］
特開平５−３３７２２３号公報に記載されているトルク（シャフト全体の捩れ角）の測定方法に従って測定した。
【００６４】
すなわち、細径端部と太径端部とをそれぞれチャックでクランプし、各チャックを介して、シャフトに対して互いに逆方向の捩れトルク（１３．９ｋｇ・ｃｍ）を加えて、捩れ角を測定した。
【００６５】
［キックポイント］
特開平１０−２２５５４１号公報に記載されている方法により求めた。
【００６６】
すなわち、株式会社フォーティーン製キックポイントゲージＦＧ−１０５ＲＭを用いて決定したキックポイント位置（細径端からの長さ）をシャフト全長に対する比率で表した。
【００６７】
［ゴルフクラブヘッド、およびグリップの取り付け］
実施例のゴルフクラブ用シャフトに、市販のチタン製ドライバー用ゴルフクラブヘッド（体積４２０ｃｍ３、質量２０４ｇ、ロフト角９．５°）をアクリル樹脂接着剤で細径端に取り付けた。さらに、シャフト太径端を７５ｍｍカットし、市販のゴム製グリップを両面テープにて取り付け、実施例のゴルフクラブを作製した。
【００６８】
［打球の評価］
実施例のゴルフクラブを株式会社ミヤマエ製試打ロボット「ＲＯＶＯ ＩＶ」に装着し実打試験を実施した。Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ Ｓｐｏｒｔｓ Ｇａｍｅ社製「ＴｒａｃｋＭａｎ」にて飛距離計測などの測定を実施したところ、平均クラブスピードが４４．３ｍ／ｓで、平均飛距離（キャリー＋ラン）が２６２．０ｙｒｄ、スピン軸が０．６°（ストレート）、左右のバラツキが＋０．５ｙｒｄ（右サイド）を示し、飛距離と方向性に優れていた。
【００６９】
（比較例）
図３に示すように、ガラス繊維織布プリプレグと金属シートを用いない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。
【００７０】
実施例と同様に得られたシャフトを用いてゴルフクラブを作製し、打球の評価を実施した。Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ Ｓｐｏｒｔｓ Ｇａｍｅ社製「ＴｒａｃｋＭａｎ」にて飛距離計測などの測定を実施したところ、平均クラブスピードが４４．３ｍ／ｓで、平均飛距離（キャリー＋ラン）が２５８．８ｙｒｄ、スピン軸が６．６°（ややスライス）、左右のバラツキが＋４．４ｙｒｄ（右サイド）を示し、方向性に難があるとともに飛距離の低下も確認された。
【符号の説明】
【００７１】
１１ ガラス繊維織布層
１１ａ ガラス繊維織布プリプレグ
１２ 金属シート層
１２ａ 金属シート
２１ バイアス層
２１ａ バイアス層形成用貼り合わせプリプレグ
３１ 第１のストレート層
３１ａ 第１のストレート層形成用プリプレグ
３２ 第２のストレート層
３２ａ 第２のストレート層形成用プリプレグ
３３ 第３のストレート層
３３ａ 第３のストレート層形成用プリプレグ
３４ 第４のストレート層
３４ａ 第４のストレート層形成用プリプレグ
４１ 第１の補強層
４１ａ 第１の補強層形成用プリプレグ
４２ 第２の補強層
４２ａ 第２の補強層形成用プリプレグ
４３ 外径調整層
４３ａ 外径調整層形成用プリプレグ
５０ マンドレル
５１ 空孔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭素繊維強化樹脂を積層してなるゴルフクラブ用シャフトであって、炭素繊維強化樹脂と共に少なくとも１層の金属シートが積層されており、前記金属シートはケミカルエッチング処理が施されたメッシュ状金属シートであり、ゴルフシャフトの細径端部から７００ｍｍ〜８９０ｍｍに亘る部分に前記金属シートが積層されていることを特徴とするゴルフクラブ用シャフト。
【請求項２】
積層された炭素繊維強化樹脂の繊維の方向が、シャフトの長手方向に対して、＋４５°と−４５°に配向されたバイアス層を有しており、金属シートがこのバイアス層よりも内側に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用シャフト。
【請求項３】
キックポイントが４４％以上であることを特徴とする請求項１または２に記載のゴルフクラブ用シャフト。
【請求項４】
炭素繊維強化樹脂と共に金属シートが積層されたゴルフクラブ用シャフトの製造方法であって、繊維目付けが１０ｇ／ｍ２〜４０ｇ／ｍ２のガラス繊維織布に熱硬化性樹脂を含浸させたガラス繊維織布プリプレグと、ケミカルエッチング処理が施されたメッシュ状金属シートを貼り付けて複合プリプレグ１を得、
次いで、バイアス層を形成する炭素繊維に熱硬化性樹脂を予め含浸した炭素繊維プリプレグと、前期複合プリプレグ１を張り合わせて複合プリプレグ２を得、得られた複合プリプレグ２をマントルに巻きつける工程を有するゴルフクラブ用シャフトの製造方法。
【請求項１】
炭素繊維強化樹脂を積層してなるゴルフクラブ用シャフトであって、炭素繊維強化樹脂と共に少なくとも１層の金属シートが積層されており、前記金属シートはケミカルエッチング処理が施されたメッシュ状金属シートであり、ゴルフシャフトの細径端部から７００ｍｍ〜８９０ｍｍに亘る部分に前記金属シートが積層されていることを特徴とするゴルフクラブ用シャフト。
【請求項２】
積層された炭素繊維強化樹脂の繊維の方向が、シャフトの長手方向に対して、＋４５°と−４５°に配向されたバイアス層を有しており、金属シートがこのバイアス層よりも内側に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用シャフト。
【請求項３】
キックポイントが４４％以上であることを特徴とする請求項１または２に記載のゴルフクラブ用シャフト。
【請求項４】
炭素繊維強化樹脂と共に金属シートが積層されたゴルフクラブ用シャフトの製造方法であって、繊維目付けが１０ｇ／ｍ２〜４０ｇ／ｍ２のガラス繊維織布に熱硬化性樹脂を含浸させたガラス繊維織布プリプレグと、ケミカルエッチング処理が施されたメッシュ状金属シートを貼り付けて複合プリプレグ１を得、
次いで、バイアス層を形成する炭素繊維に熱硬化性樹脂を予め含浸した炭素繊維プリプレグと、前期複合プリプレグ１を張り合わせて複合プリプレグ２を得、得られた複合プリプレグ２をマントルに巻きつける工程を有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２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−２７６０６（Ｐ２０１３−２７６０６Ａ）
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６６７１１（Ｐ２０１１−１６６７１１）
【出願日】平成２３年７月２９日（２０１１．７．２９）
【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２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２９日（２０１１．７．２９）
【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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