JP4402784B2

JP4402784B2 - Golf club shaft

Info

Publication number: JP4402784B2
Application number: JP35240999A
Authority: JP
Inventors: 努伊吹; 哲也渥美; 浩明昇; 郁朗滝口
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp; Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp; Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date: 1999-12-10
Filing date: 1999-12-10
Publication date: 2010-01-20
Anticipated expiration: 2019-12-10
Also published as: JP2001161872A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、グリップ部の外径が太い超軽量ゴルフクラブ用シャフトに関し、シャフトの機械的強度、特にグリップ部の潰し強度、曲げ強度を向上させたものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、繊維強化プラスチックを用いたゴルフクラブ用シャフトは、軽量で、かつ、強度が高いことから広く普及している。
特に最近では、グリップ部の外径が太く、しかも軽量である炭素繊維強化プラスチック製ゴルフシャフトに、薄肉軽量化したグリップカバーを装着し、総重量を軽くした長尺クラブが市販されている。
このようなゴルフクラブは、スイング中のクラブヘッドスピードを容易に増加させることができるので、ボールの飛距離増大に効果がある。
【０００３】
グリップ部の外径が太いシャフトは、米国特許第３６１４１０１号、実用新案第３００８９８７号、実用新案第３０１６５５３号、特許第２８０００００号等で開示されている。
また、特開平１０−２２５５４１号公報にはグリップ側端部の外径が１８〜３０ｍｍであり、シャフト重量（ｇ）をシャフト長さ（ｍｍ）で除した値が０．０６１ｇ／ｍｍ以下であるウッド用ゴルフクラブシャフトが、また特開平１０−３０５１２１号公報にはグリップ側端部の外径が１６．５〜２６．０ｍｍ、重量３０〜５５ｇのゴルフクラブシャフトが記載されている。
このようなグリップ側端部の外径が太く、軽量なシャフトが装着されたゴルフクラブは、クラブ総重量を軽くできるうえ、キックポイントがクラブヘッド側に設定されたローキックポイントシャフトとすることができるので、飛距離、弾道の高さ、方向性に優れたものとなる。
このようなグリップ側端部の外径が太く、かつ、軽量化されたゴルフクラブ用シャフトを得るためには、体積の増加に反して軽量化を行わなければならないため、シャフトの肉厚を薄肉化する必要があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、クラブヘッドが装着される部分、すなわちシャフトのヘッド側端部周辺には打撃の際に大きな負荷がかかるため、ヘッド側端部周辺の補強を少なくして薄肉・軽量化することは、シャフトの破損を招く可能性があった。そのため、シャフトのグリップ部周辺を特に薄肉化することが避けられなくなり、グリップ側端部の外径が約１５ｍｍである通常の軽量シャフトに比べて太径のシャフトでは、特にグリップ部周辺の曲げ強度、潰し強度が低くなり、キャディーバッグからクラブを抜き取る際等に発生するグリップカバー内でのシャフトの折損事故や、誤ってクラブを踏みつけた際に生じるシャフトの圧壊事故等が発生する確率が高いという問題があった。
【０００５】
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、グリップ側端部が太径で軽量であるにもかかわらず、曲げ強度や潰し強度に優れた繊維強化プラスチック製ゴルフクラブ用シャフトを提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のゴルフクラブ用シャフトは、繊維強化プラスチックの管状体からなるゴルフクラブ用シャフトであり、内側から少なくとも、強化繊維の配向角度がシャフトの長手方向に対して９０°である補強層と、第１アングル層と、第１ストレート層と、強化繊維の配向角度がシャフトの長手方向に対して９０°であるグリップ部補強層と、第２アングル層と、第２ストレート層とを有する繊維強化プラスチックの積層構造であり、前記第２アングル層は、厚みが０．０４〜０．１ｍｍで、強化繊維の配向角度がシャフトの長手方向に対して６０〜７５°であり、グリップ側端部の外径が１６〜２２ｍｍで、シャフト重量（ｇ）をシャフト長さ（ｍｍ）で除した値が０．０４５ｇ／ｍｍ以下であり、シャフトの全長にわたって、下記（１）式で定義される潰し変形抵抗性Ｒｃが３．０Ｎ／ｍｍ²以上で、かつ、下記（２）式で定義される潰し強力σｃが１０Ｎ／ｍｍ以上であることを特徴とする。
Ｒｃ=ΔＰ／（Δλ・Ｗ） …（１）
（式（１）中、Ｒｃは潰し変形抵抗性［Ｎ／ｍｍ²］を、ΔＰは荷重変化量［Ｎ］を、Δλは潰し変形量［ｍｍ］を、Ｗはリング状シャフト試験片の幅［ｍｍ］を表す。）
σｃ=Ｐ_max／Ｗ …（２）
（式（２）中、σｃは潰し強力［Ｎ／ｍｍ］を、Ｐ_maxは破壊荷重［Ｎ］を、Ｗはリング状シャフト試験片の幅［ｍｍ］を表す。）
【０００７】
上記のゴルフクラブ用シャフトは、ねじり強力が、１２００Ｎ・ｍ・度以上であることが好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の望ましい実施の形態を挙げ、本発明を詳細に説明する。
本発明のゴルフクラブ用シャフト（以下、シャフトという。）は、高強度で軽量な繊維強化プラスチックの管状体からなる。この管状体の一方の端部は、ゴルフクラブヘッドが装着されるヘッド側端部であり、他方の端部はグリップ側端部である。グリップ側端部から長さ方向に約２５０〜３００ｍｍ程度の範囲は、グリップ部であり、グリップカバーが装着されるようになっている。
【０００９】
本発明のシャフトは、グリップ側端部の外径が１６〜２２ｍｍ、好ましくは１８〜２２ｍｍである。１６ｍｍ未満では装着するグリップカバーを十分に薄肉・軽量化できず、このシャフトを使用したゴルフクラブのクラブ総重量が大きくなる。一方、２２ｍｍを超えるとグリップが太くなりすぎて握りにくくなるとともに重量が増加し、強度の向上も困難となる。
グリップ部の形状はプレーヤーの好みにより選択され、特に制限はない。例えば、シャフトのグリップ側端部から長さ方向に約２８０ｍｍ程度の範囲にわたって外径が一定な平行部を有するものや、グリップ側端部から長さ方向に２００〜３００ｍｍ程度の位置まで、２５／１０００以下程度のテーパーをもたせて外径が縮径されているもの等を例示できる。
また、シャフトのグリップ部からヘッド側端部までのテーパー度や、ヘッド側端部の外径などにも特に制限はない。
【００１０】
本発明のシャフトは、シャフト重量（ｇ）をシャフト長さ（ｍｍ）で除した値が、０．０４５ｇ／ｍｍ以下である。０．０４５ｇ／ｍｍを超えると、このシャフトを使用して得られたゴルフクラブの、クラブ総重量やクラブ慣性モーメントが増大するため好ましくない。また、シャフト長さは好ましくは１１４３ｍｍ（４５インチ）以上であり、より好ましくは１１９４ｍｍ（４７インチ）以上である。このような長さのシャフトを有するゴルフクラブは、クラブヘッドスピードが増加するため好ましい。
【００１１】
シャフトの潰し変形抵抗性（Ｒｃ）は、シャフトの全長にわたって３．０Ｎ／ｍｍ²以上である。潰し変形抵抗性（Ｒｃ）の値が３．０Ｎ／ｍｍ²未満ではシャフトの強度が不十分で、曲げ強度が十分ではない。
ここで、シャフトの潰し変形抵抗性（Ｒｃ）を求めるためには、まず、シャフトの一部をリング状に切り出して試験片を得て、この試験片の側面から中心に向かって荷重をかけ、その際の荷重変化量ΔＰに対する試験片の直径の変位量、すなわち潰し変形量Δλの関係をプロットし、ΔＰ−Δλ図を作成する。そして、このΔＰ−Δλプロットの初期直線部分のΔＰおよびΔλから勾配（ΔＰ／Δλ）を求め、この（ΔＰ／Δλ）と切り出した試験片の幅Ｗから、下記式（１）を用いてＲｃを求める。
Ｒｃ=ΔＰ／（Δλ・Ｗ） …（１）
（式中、Ｒｃは潰し変形抵抗性［Ｎ／ｍｍ²］を、ΔＰは荷重変化量［Ｎ］を、Δλは潰し変形量［ｍｍ］を、Ｗはリング状シャフト試験片の幅［ｍｍ］を表す。）
【００１２】
また、シャフトの潰し強力（σｃ）は、シャフトの全長にわたって１０Ｎ／ｍｍ以上である。潰し強力（σｃ）が１０Ｎ／ｍｍ未満では、シャフトの強度が不十分で、シャフトが踏みつけられた場合等にシャフトのグリップ部等が潰れてしまう場合がある。
ここで、潰し強力（σｃ）は、シャフトの一部をリング状に切り出して試験片を得て、この試験片の側面から中心に向かって荷重をかけ、試験片が破壊された時の荷重、すなわち破壊荷重Ｐ_maxと、切り出された試験片の幅Ｗから、下記式（２）を用いて求められる。
σｃ=Ｐ_max／Ｗ …（２）
（式中、σｃは潰し強力［Ｎ／ｍｍ］を、Ｐ_maxは破壊荷重［Ｎ］を、Ｗはリング状シャフト試験片の幅［ｍｍ］を表す。）
【００１３】
さらに、本発明のシャフトは、ねじり強力が１２００Ｎ・ｍ・度以上であることが好ましい。１２００Ｎ・ｍ・度未満では、スイング時のヘッドスピードが４８ｍ／ｓｅｃ．を超えるようなハードヒッターがクラブヘッドの重心を大きく外して打撃した場合に捻れ破壊する可能性が高くなる。ここでねじり強力は、細径側端部、すなわちヘッド側端部を固定し、太径側端部、すなわちグリップ側端部にトルクをかけていき、シャフトがねじり破壊を起こしたときのトルクである。
【００１４】
シャフトに用いられる繊維強化プラスチックの強化繊維としては、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、ボロン繊維、炭化ケイ素繊維、アルミナ繊維、スチール繊維などが挙げられる。これらの中で、ポリアクリロニトリル系の炭素繊維は、成形後の機械的特性に優れることから好適に用いられる。これらの強化繊維は単独でまたは２種類以上が組み合わされて使用される。
【００１５】
繊維強化プラスチックを構成するマトリックス樹脂としては特に制限はないが、通常、エポキシ樹脂が用いられる。
エポキシ樹脂としては例えばビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、イソシアネート変性エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂などが挙げられる。これらのエポキシ樹脂は液状のものから固体状のものまで使用できる。また、単独で使用しても２種類以上をブレンドして使用してもよい。通常、エポキシ樹脂には硬化剤が加えられて用いられる。
【００１６】
シャフトをなす管状体は、繊維強化プラスチックから形成されていればよいが、少なくとも内側から第１アングル層と、第１ストレート層と、第２アングル層と、第２ストレート層とを有する繊維強化プラスチックの積層構造であることが好ましい。
ここでアングル層とは、強化繊維の配向角度がシャフトの長手方向に対して＋θである層と、−θである層とが組み合わされて形成される層であり、θは通常、３０〜７５°である。ストレート層とは、強化繊維の配向角度がシャフトの長手方向に対して±１５°以下の層である。
前記第２アングル層の厚みは０．０４〜０．１ｍｍであることが好ましい。また、第２アングル層を構成する強化繊維の配向角度がシャフトの長手方向に対して±６０〜７５°であること、すなわち、第２アングル層はシャフトの長手方向に対して＋６０〜＋７５°の角度をなす層と−６０〜−７５°の角度をなす層とが組み合わされてなる層であることが好ましい。
【００１７】
第２アングル層の厚みや強化繊維の配向角度をこのようにすると、シャフトの肉厚を薄くした場合にも、シャフトの潰し変形抵抗性Ｒｃ、潰し強力σｃ、ねじり強力等の機械的特性を効果的に高めることができる。よって、シャフトの軽量化をはかりつつ、潰し変形抵抗性Ｒｃを３．０Ｎ／ｍｍ²以上、潰し強力σｃを１０Ｎ／ｍｍ以上とすることができ、さらに、ねじり強力も高めることができる。よって、グリップ側端部の外径が大きく、薄肉化されたシャフトであっても、シャフトの折損事故や、圧壊事故等が発生しにくい。
さらに、第２アングル層を構成する強化繊維として、好ましくは弾性率が１００ＧＰａ以上、さらに好ましくは２４０ＧＰａ以上の無機繊維を用いると、潰し変形抵抗性Ｒｃをより向上させることができる。
また、管状体は、少なくとも内側から第１アングル層と、第１ストレート層と、第２アングル層と、第２ストレート層とを有していれば、これらの層の間に必要に応じて他の層を有していてもよい。他の層は管状体に部分的に設けられていてもよい。
【００１８】
シャフトをなす管状体の他の好ましい形態としては、グリップ部を含む長さ方向の少なくとも一部が、強化繊維の配向角度がシャフトの長手方向に対して４５〜９０°である繊維強化プラスチック層を４層以上有する積層構造となっている形態が挙げられる。
ここで、これら４層以上の繊維強化プラスチック層は、それぞれ隣接して形成されていても、層と層との間に強化繊維がシャフトの長手方向に対して３０°未満の範囲で配向したストレート層等が必要に応じて挟まれていても良い。
これらの繊維強化プラスチック層の厚みには特に制限はないが、各層がそれぞれ０．０２〜０．３５ｍｍであると、シャフト重量（ｇ）をシャフト長さ（ｍｍ）で除した値が０．０４５ｇ／ｍｍ以下の軽量化されたシャフトが得られやすく好ましい。また、これらの層を構成する強化繊維として、弾性率が１００ＧＰａ以上の無機繊維を用いることが好ましい。
グリップ部を含む長さ方向の少なくとも一部をこのような積層構造とすることによって、シャフト、特にグリップ部の肉厚を薄くした場合にも、シャフトの潰し変形抵抗性Ｒｃ、潰し強力σｃ、ねじり強力等の機械的特性をより効果的に高めることができる。例えば、シャフトのグリップ部をこのような積層構造とすると、グリップ部を薄肉・軽量化でき、かつ、機械的強度も高められる。よって、グリップ側端部の外径が大きく、薄肉化されたシャフトであっても、シャフトの折損事故や、圧壊事故等が発生しにくい。
【００１９】
シャフトの製造方法には特に制限はなく、シートラッピング法、フィラメントワインディング法、金型等を用いたコンプレッション成形、内圧成形、オートクレーブ成形、真空バック成形、テープラッピング成形等が挙げられる。これらの方法のなかでは、各層を構成する繊維強化プラスチックのプリプレグをマンドレル（芯金）に順次巻き付けて加熱、成形するシートラッピング法が好ましい。この方法によれば、繊維強化プラスチック中のマトリックス樹脂含有率を小さく抑えることができ、その結果、シャフトを軽量化できることから好ましい。
【００２０】
このようなシャフトは、繊維強化プラスチックの管状体からなり、グリップ側の端部の外径が１６〜２２ｍｍで、シャフト重量（ｇ）をシャフト長さ（ｍｍ）で除した値が０．０４５ｇ／ｍｍ以下であり、シャフトの全長にわたって、潰し変形抵抗性Ｒｃが３．０Ｎ／ｍｍ²以上で、かつ、潰し強力σｃが１０Ｎ／ｍｍ以上であるので、軽量でグリップ部が太いにもかかわらず、十分な機械的強度を有し、シャフトの折損事故、圧壊事故等が起こりにくい。さらにねじり強力が、１２００Ｎ・ｍ・度以上である場合、より機械的強度に優れたシャフトとなる。このような機械的強度に優れたシャフトは、内側から少なくとも第１アングル層と、第１ストレート層と、第２アングル層と、第２ストレート層とを有する繊維強化プラスチックの積層構造とし、前記第２アングル層を、厚みが０．０４〜０．１ｍｍで、強化繊維の配向角度がシャフトの長手方向に対して６０〜７５°となるように構成することによって得られる。または、グリップ部を含む長さ方向の少なくとも一部を、強化繊維の配向角度がシャフトの長手方向に対して４５〜９０°である繊維強化プラスチック層を４層以上有する積層構造とすることによって得られる。
【００２１】
【実施例】
以下、本発明を実施例を示して具体的に説明する。
（実施例１）
以下のようにして、補強層、第１アングル層、第１ストレート層、ヘッド側端部補強層、グリップ部補強層、第２アングル層、第２ストレート層、ヘッド側平行部形成層が内側から順次形成されたシャフトを製造した。
図１に示す細径側端部１の外径Ｄ₁が５．１ｍｍ、太径側端部２の外径Ｄ₂が１７．０ｍｍ、長さＬが１６００ｍｍ、テーパー度が１２．５２／１０００であるマンドレルの、細径側端部１からの長さＬ_A＝１０５ｍｍの位置（Ｐ_A）までの範囲と、太径側端部２からの長さＬ_B＝３３０ｍｍの位置（Ｐ_B）までの範囲を除いた領域（以下、巻き付け領域という。図中Ａの範囲である。）に、下記の（１）〜（８）に説明する手順により、表１に示すプリプレグを順次巻き付けた。使用したプリプレグは炭素繊維を一方向に引き揃えたシートに、樹脂を含浸させてなるテープ状のものである。
なお、マンドレルの細径側端部１からの長さＬ_A＝１０５ｍｍの位置をＰ_A、太径側端部２からの長さＬ_B＝３３０ｍｍの位置をＰ_Bとする。また、Ｐ_A からＰ_B方向の長さＬ_C＝２００ｍｍの位置をＰ_C、Ｐ_AからＰ_B方向の長さＬ_D＝３００ｍｍの位置をＰ_D、Ｐ_AからＰ_B方向の長さＬ_E＝１２０ｍｍの位置をＰ_E、Ｐ_AからＰ_B方向の長さＬ_G＝１００ｍｍの位置をＰ_G、Ｐ_BからＰ_A 方向の長さＬ_F＝３００ｍｍの位置をＰ_Fとする。
【００２２】
（１）補強層用プリプレグの巻き付け
プリプレグ（Ａ）を、マンドレルに巻き付けた際に、繊維の配向角度がマンドレルの長手方向に対して９０°となり、かつ、Ｐ_A〜Ｐ_Bの範囲、すなわち巻き付け領域の全体にわたってプリプレグ（Ａ）が１層となるようにプリプレグを略台形に裁断して、マンドレルに巻き付けた。
【００２３】
（２）第１アングル層用プリプレグの巻き付け
プリプレグ（Ｂ）を、下記▲１▼と▲２▼の形状に裁断した。
▲１▼ 上記（１）で形成した補強層用プリプレグの上に巻き付けた際に、繊維の配向角度がマンドレルの長手方向に対して＋４５°となり、かつ、Ｐ_Aにおいては２．３層で、Ｐ_A〜Ｐ_Bの範囲においては層数が徐々に減少し、Ｐ_Bにおいては１．７層となるような形状に裁断した。なお、ここで、Ｐ_Aにおいて２．３層とはＰ_A の外周上における層数の平均値であり、具体的には、Ｐ_Aにおいて、マンドレルの外周の７／１０の部分は２層になっていて、残りの３／１０の部分は３層になっている状態をいう。以下、層数はこのような平均値で表す。
▲２▼ 上記（１）で形成した補強層用プリプレグの上に巻き付けた際に、繊維の配向角度がマンドレルの長手方向に対して−４５°となり、かつ、Ｐ_Aにおいては２．３層で、Ｐ_A〜Ｐ_Bの範囲においては層数が徐々に減少し、Ｐ_Bにおいては１．７層となるような形状に裁断した。
ついで、▲１▼および▲２▼で得られた２枚のプリプレグを、その繊維方向が互いに直交するようにして貼り合わせた後、（１）で形成した補強層用プリプレグの上に巻き付けた。
【００２４】
（３）第１ストレート層用プリプレグの巻き付け
プリプレグ（Ｄ）を（２）で形成した第１アングル層用のプリプレグの上に巻き付けた際に、繊維の配向角度がマンドレルの長手方向に対して０°となり、かつ、Ｐ_A〜Ｐ_Bの範囲、すなわち巻き付け領域の全体にわたって１層となるような略台形に裁断して（２）で形成した第１アングル層用のプリプレグの上に巻き付けた。
（４）ヘッド側端部補強層用プリプレグの巻き付け
プリプレグ（Ｃ）を、（３）で形成した第１ストレート層用プリプレグの上に巻き付けた際に、繊維の配向角度がマンドレルの長手方向に対して０°となり、かつ、Ｐ_A〜Ｐ_Cの範囲においては２層となり、Ｐ_C〜Ｐ_Dの範囲においては層数が徐々に減少し、Ｐ_Dにおいては巻き付けがなくなるような略台形に裁断し、（３）で形成した第１ストレート層用プリプレグの上に巻き付けた。
（５）グリップ部補強層用プリプレグの巻き付け
プリプレグ（Ａ）を、（３）で形成した第１ストレート層用プリプレグの上に巻き付けた際に、繊維の配向角度がマンドレルの長手方向に対して９０°となり、かつ、Ｐ_B〜Ｐ_F位置の範囲において１層となるような略台形に裁断し、（３）で形成した第１ストレート層用プリプレグの上に巻き付けた。
【００２５】
（６）第２アングル層用プリプレグの巻き付け
プリプレグ（Ａ）を、下記▲１▼と▲２▼の形状に裁断した。
▲１▼ 上記（１）〜（５）で形成したプリプレグの上に巻き付けた際に、繊維の配向角度がマンドレルの長手方向に対して＋７０°となり、かつ、Ｐ_A〜Ｐ_Bの範囲、すなわち巻き付け領域の全体にわたって１層となるような形状に裁断した。
▲２▼ 上記（１）〜（５）で形成したプリプレグの上に巻き付けた際に、繊維の配向角度がマンドレルの長手方向に対して−７０°となり、かつ、Ｐ_A〜Ｐ_Bの範囲、すなわち巻き付け領域の全体にわたって１層となるような形状に裁断した。
ついで、▲１▼および▲２▼で得られた２枚のプリプレグを、その繊維方向が互いに対称となるようにして貼り合わせた後、（１）〜（５）で形成したプリプレグの上に巻き付けた。
【００２６】
（７）第２ストレート層用プリプレグの巻き付け
プリプレグ（Ｅ）を、（６）で形成した第２アングル層用プリプレグの上に巻き付けた際に、繊維の配向角度がマンドレルの長手方向に対して０°となり、かつ、Ｐ_A 〜Ｐ_B の範囲、すなわち巻き付け領域の全体にわたって１層となるような略台形に裁断し、（６）で形成した第２アングル層用プリプレグの上に巻き付けた。
（８）ヘッド側平行部形成層用プリプレグの巻き付け
プリプレグ（Ｃ）を、（７）で形成した第２ストレート層の上に巻き付けた際に、繊維の配向角度がマンドレルの長手方向に対して０°となり、かつ、Ｐ_Aにおいては６．５層となり、Ｐ_A〜Ｐ_Eの範囲においては層数が徐々に減少し、Ｐ_Eにおいては巻き付けがなくなるような三角形に裁断し、（７）で形成した第２ストレート層の上に巻き付けた。
【００２７】
上記の（１）〜（８）の手順で、各層を形成するためのプリプレグをマンドレルに巻き付けた後、ポリプロピレン製ラッピングテープの巻き付け、硬化炉での加熱硬化、ラッピングテープの除去、外周研磨を行い、重量４５ｇ、長さ１１４５ｍｍ、グリップ側端部の外径１８．１ｍｍ、ヘッド側端部の外径９．４ｍｍのウッド用ゴルフシャフトを得た。
ついで、得られたシャフトの基本特性と、潰し変形抵抗性Ｒｃ、潰し強度σｃ、曲げ強度、ねじり強力を測定した。その結果を表２〜表３に、測定方法を以下に示す。
【００２８】
１．振動数
藤倉ゴム工業（株）製ゴルフクラブタイミングハーモナイザーを用い、シャフトのヘッド側端部にクラブヘッドを模した重量１９６ｇの重りを取り付け、シャフトのグリップ側端部から長さ方向に１８０ｍｍの範囲にわたってシャフトを固定して測定した。
２．捻れ角
シャフトのヘッド側端部から１０３５ｍｍの位置を固定し、ヘッド側端部から５０ｍｍの範囲にわたって取り付けられたアーム型治具を介して、シャフトに１３．８ｋｇ・ｃｍの捻りトルクをかけ、その際の捻れ角を測定した。
３．バランスポイント
シャフトを、水平面に対して垂直に立てた先端の鋭利な平板の上に静かに置いた際、シャフトが水平にバランスがとれる位置を、バランスポイント（重心位置）と定義し、この位置のヘッド側端部からの長さをシャフト全長に対する比率で表した。
４．キックポイント
（株）フォーティーン製キックポイントゲージＦＧ−１０５ＲＭを用いてシャフトをその両端から圧縮し、そのときにできるシャフトのカーブの頂点の位置を測定し、その位置のヘッド側端部からの長さを、シャフト全長に対する比率で表したものである。
【００２９】
５．潰し変形抵抗性（Ｒｃ）
得られたシャフトのグリップ側端部より１０ｍｍ、１００ｍｍ、３００ｍｍの各位置から、幅約１０ｍｍのリング状試験片を切り出し、この試験片の側面から中心に向かってインストロン型材料試験機を用いて試験速度２ｍｍ／ｍｉｎで荷重を負荷し、その際の荷重変化量ΔＰに対する試験片の直径の変位量、すなわち潰し変形量Δλの関係をプロットし、ΔＰ−Δλ図を作成した。そして、このΔＰ−Δλ図の初期直線部分のΔＰおよびΔλから勾配（ΔＰ／Δλ）を求め、この（ΔＰ／Δλ）と切り出した試験片の幅Ｗから、下記式（１）を用いてＲｃを求めた。
Ｒｃ=ΔＰ／（Δλ・Ｗ） …（１）
（式中、Ｒｃは潰し変形抵抗性［Ｎ／ｍｍ²］を、ΔＰは荷重変化量［Ｎ］を、Δλは潰し変形量［ｍｍ］を、Ｗはリング状シャフト試験片の幅［ｍｍ］を表す。）
６．潰し強力（σｃ）
シャフトグリップ側端部より１０ｍｍ、１００ｍｍ、３００ｍｍの各位置から、幅約１０ｍｍのリング状試験片を切り出し、この試験片の側面から中心に向かってインストロン型材料試験機を用いて試験速度２ｍｍ／ｍｉｎで荷重を負荷し、試験片が破壊された時の荷重、すなわち破壊荷重Ｐ_maxと、切り出された試験片の幅Ｗから、下記式（２）を用いてσｃを求めた。
σｃ=Ｐ_max／Ｗ …（２）
（式中、σｃは潰し強力［Ｎ／ｍｍ］を、Ｐ_maxは破壊荷重［Ｎ］を、Ｗはリング状シャフト試験片の幅［ｍｍ］を表す。）以下の式により潰し強力を算出した。
７．３点曲げ強力
シャフトヘッド側端部の３点曲げ強力を測定した。測定方法は、製品安全協会策定のゴルフクラブ用シャフトの認定基準及び基準確認方法（通称産業大臣承認５産第２０８７号・平成５年１０月４日）のうち、シャフトのグリップ側端部より１７５ｍｍの位置（いわゆるＣ点）の測定方法に従って測定を行った。
８．ねじり強力
製品安全協会策定のゴルフクラブ用シャフトの認定基準及び確認方法（通商産業大臣承認５産第２０８７号・平成５年１０月４日）のねじり試験に準拠して行った。すなわち（有）メカトロニクスエンジニアリング製のユニバーサルテスタ（容量５ＫＮ）を用いて、シャフトのヘッド側端部を固定し、グリップ側端部にトルクをかけていき、シャフトがねじり破壊を生じたときのトルクをねじり強力とした。
【００３０】
【表１】

【００３１】
【表２】

【００３２】
【表３】

【００３３】
（実施例２）
実施例１と同様にして、補強層、第１アングル層、第１ストレート層、ヘッド側端部補強層、グリップ部補強層、第２アングル層、第２ストレート層、ヘッド側平行部形成層が内側から順次形成されていて、重量４８ｇ、長さ１１４５ｍｍ、グリップ側端部の外径１８．１ｍｍ、ヘッド側端部の外径９．４ｍｍのウッド用ゴルフシャフトを得た。
ただし、第１アングル層用プリプレグには、プリプレグ（Ｂ）の代わりにプリプレグ（Ｆ）を使用し、プリプレグ（Ｆ）のＰ_A における層数を２．３層とする代わりに２．８層とした。また、第２アングル層用プリプレグには、プリプレグ（Ａ）同士を張り合わせて使用し、これらプリプレグの強化繊維のマンドレル長手方向に対する配向角度を＋７０°および−７０°とする代わりに、それぞれ＋４５°および−４５°とした。
このようにして得られたウッド用ゴルフシャフトの基本特性と、潰し変形抵抗性Ｒｃ、潰し強度σｃ、曲げ強度、ねじり強力を実施例１と同様の方法で測定した。その結果を表２〜表３に示す。
【００３４】
（比較例１）
以下のようにして、補強層、アングル層、ヘッド側端部補強層、ストレート層、ヘッド側平行部形成層が内側から順次形成されたシャフトを製造した。
まず、実施例１と同様のマンドレルを使用し、実施例１と同様にＰ_A〜Ｐ_Bを巻き付け領域とし、下記の（１）〜（５）に説明する手順により、表１に示すプリプレグを順次巻き付けた。
（１）補強層の巻き付け
プリプレグ（Ａ）のかわりにプリプレグ（Ｇ）を使用した以外は実施例１の（１）と同様にして、強化繊維の配向角度が９０°の補強層を巻き付けた。
（２）アングル層の巻き付け
プリプレグ（Ｈ）を、下記▲１▼と▲２▼の形状に裁断した。
▲１▼ 上記（１）で形成した補強層用プリプレグの上に巻き付けた際に、繊維の配向角度がマンドレルの長手方向に対して＋４５°となり、かつ、Ｐ_Aにおいては２層、Ｐ_A〜Ｐ_Bの範囲においては層数が徐々に減少し、Ｐ_Bにおいては１．３層となるような形状に裁断した。
▲２▼ 上記（１）で形成した補強層用プリプレグの上に巻き付けた際に、繊維の配向角度がマンドレルの長手方向に対して−４５°となり、かつ、Ｐ_Aにおいては２層、Ｐ_A〜Ｐ_Bの範囲においては層数が徐々に減少し、Ｐ_Bにおいては１．３層となるような形状に裁断した。
ついで、▲１▼および▲２▼で得られた２枚のプリプレグを、その繊維方向が互いに直交するようにして貼り合わせた後、（１）で形成した補強層用プリプレグの上に巻き付けた。
（３）ヘッド側端部補強層の巻き付け
実施例１（４）と同様にして、ヘッド側端部補強層用プリプレグを（２）で形成したアングル層用プリプレグの上に巻き付けた。
（４）ストレート層の巻き付け
プリプレグ（Ｄ）および（Ｅ）を上記（１）〜（３）で形成したプリプレグの上に巻き付けた際に、繊維の配向角度がマンドレル長手方向に対し、０°となり、かつ、Ｐ_A〜Ｐ_Bの範囲、すなわち巻き付け領域全体にわたって１層となるような略台形に裁断し、これら２枚のプリプレグをプリプレグ（Ｄ）、プリプレグ（Ｅ）の順に、（１）〜（３）で形成したプリプレグの上に巻き付けた。
（５）ヘッド側平行部形成層の巻き付け
プリプレグ（Ｃ）を、（４）で形成したストレート層用プリプレグの上に巻き付けた際に、繊維の配向角度がマンドレルの長手方向に対して０°となり、かつ、Ｐ_Aにおいては５．３層となり、Ｐ_A〜Ｐ_Eの範囲においては層数が徐々に減少し、Ｐ_Eにおいては巻き付けがなくなるような三角形に裁断し、（４）で形成したストレート層の上に巻き付けた。
【００３５】
上記の（１）〜（５）の手順で、各層をマンドレルに巻き付けた後、実施例１と同様にして、重量５０ｇ、長さ１１４５ｍｍ、グリップ側端部の外径１８．２ｍｍ、ヘッド側端部の外径９．４ｍｍのウッド用ゴルフシャフトを得た。
このようにして得られたウッド用ゴルフシャフトの基本特性と、潰し変形抵抗性Ｒｃ、潰し強度σｃ、曲げ強度、ねじり強力を実施例１と同様の方法で測定した。その結果を表２〜表３に示す。
【００３６】
（比較例２）
以下のようにして、アングル層、ヘッド側端部補強層、ストレート層、ヘッド側平行部形成層が内側から順次形成されたシャフトを製造した。
まず、実施例１と同様のマンドレルを使用し、実施例１と同様にＰ_A〜Ｐ_Bを巻き付け領域とし、下記の（１）〜（４）に説明する手順により、表１に示すプリプレグを順次巻き付けた。
（１）アングル層の巻き付け
プリプレグ（Ｈ）を、下記▲１▼と▲２▼の形状に裁断した。
▲１▼ 繊維の配向角度がマンドレルの長手方向に対して＋４５°となり、かつ、Ｐ_Aにおいては２．４層、Ｐ_A〜Ｐ_Bの範囲においては層数が徐々に減少し、Ｐ_Bにおいては１．６層となるような形状に裁断した。
▲２▼ 繊維の配向角度がマンドレルの長手方向に対して−４５°となり、かつ、Ｐ_Aにおいては２．４層、Ｐ_A〜Ｐ_Bの範囲においては層数が徐々に減少し、Ｐ_Bにおいては１．６層となるような形状に裁断した。
ついで、▲１▼および▲２▼で得られた２枚のプリプレグを、その繊維方向が互いに直交するようにして貼り合わせた後、マンドレルの上に巻き付けた。
（２）ヘッド側端部補強層の巻き付け
実施例１（４）と同様にして、ヘッド側端部補強層用プリプレグを（１）で形成したアングル層用プリプレグの上に巻き付けた。
（３）ストレート層の巻き付け
比較例１（４）と同様にして、ストレート層用プリプレグを（１）〜（２）で形成したプリプレグの上に巻き付けた。
（４）ヘッド側平行部形成層の巻き付け
比較例１（５）と同様にして、ヘッド側平行部形成層用プリプレグを（３）で形成したストレート層用プリプレグの上に巻き付けた。
【００３７】
上記の（１）〜（４）の手順で、各層をマンドレルに巻き付けた後、実施例１と同様にして、重量５０ｇ、長さ１１４５ｍｍ、グリップ側端部の外径１８．１ｍｍ、ヘッド側端部の外径９．４ｍｍのウッド用ゴルフシャフトを得た。
このようにして得られたウッド用ゴルフシャフトの基本特性と、潰し変形抵抗性Ｒｃ、潰し強度σｃ、曲げ強度、ねじり強力を実施例１と同様の方法で測定した。その結果を表２〜表３に示す。
【００３８】
（比較例３）
以下のようにして、補強層、アングル層、ヘッド側端部補強層、ストレート層、ヘッド側平行部形成層が内側から順次形成されたシャフトを製造した。
まず、実施例１と同様のマンドレルを使用し、実施例１と同様にＰ_A〜Ｐ_Bを巻き付け領域とし、下記の（１）〜（５）に説明する手順により、表１に示すプリプレグを順次巻き付けた。
（１）補強層の巻き付け
プリプレグ（Ａ）のかわりにプリプレグ（Ｇ）を使用した以外は実施例１の（１）と同様にして、強化繊維の配向角度が９０°の補強層をマンドレルに巻き付けた。
（２）アングル層の巻き付け
プリプレグ（Ｉ）を、下記▲１▼と▲２▼の形状に裁断した。
▲１▼ 上記（１）で形成した補強層の上に巻き付けた際に、繊維の配向角度がマンドレルの長手方向に対して＋４５°となり、かつ、Ｐ_A〜Ｐ_Bの範囲、すなわち巻き付け領域全体ににわたって２．１層となるような形状に裁断した。
▲２▼ 上記（１）で形成した補強層の上に巻き付けた際に、繊維の配向角度がマンドレルの長手方向に対して−４５°となり、かつ、Ｐ_A〜Ｐ_Bの範囲、すなわち巻き付け領域全体ににわたって２．１層となるような形状に裁断した。
ついで、▲１▼および▲２▼で得られた２枚のプリプレグを、その繊維方向が互いに直交するようにして貼り合わせた後、（１）で形成した補強層用プリプレグの上に巻き付けた。
（３）ヘッド側端部補強層の巻き付け
実施例１（４）と同様にして、ヘッド側端部補強層用プリプレグを（２）で形成したアングル層用プリプレグの上に巻き付けた。
（４）ストレート層
比較例１（４）と同様にして、ストレート層用プリプレグを（１）〜（３）で形成したプリプレグの上に巻き付けた。
（５）ヘッド側平行部形成層
プリプレグ（Ｃ）を、繊維の配向角度がマンドレルの長手方向に対して０°となるように、かつ、Ｐ_Aにおいては４．８層となり、Ｐ_A〜Ｐ_Gの範囲においては層数が徐々に減少し、Ｐ_Gにおいては巻き付けがなくなるような三角形に裁断し、（４）で形成したストレート層の上に巻き付けた。
【００３９】
上記の（１）〜（５）の手順で、各層をマンドレルに巻き付けた後、実施例１と同様にして、重量６３ｇ、長さ１１４５ｍｍ、グリップ側端部の外径１８．６ｍｍ、ヘッド側端部の外径９．４ｍｍのウッド用ゴルフシャフトを得た。
このようにして得られたウッド用ゴルフシャフトの基本特性と、潰し変形抵抗性Ｒｃ、潰し強度σｃ、曲げ強度、ねじり強力を実施例１と同様の方法で測定した。その結果を表２〜表３に示す。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明のゴルフクラブ用シャフトは、繊維強化プラスチックの管状体からなるゴルフクラブ用シャフトであり、グリップ側の端部の外径が１６〜２２ｍｍで、シャフト重量（ｇ）をシャフト長さ（ｍｍ）で除した値が０．０４５ｇ／ｍｍ以下であり、シャフトの全長にわたって潰し変形抵抗性Ｒｃが３．０Ｎ／ｍｍ²以上で、かつ、潰し強力σｃが１０Ｎ／ｍｍ以上であるので、軽量でグリップ部が太いにもかかわらず、十分な機械的強度を有し、シャフトの折損事故、圧壊事故等が起こりにくい。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例で使用したマンドレルの形状と、繊維強化プラスチックのプリプレグが巻き付けられる領域を示す概略図である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a shaft for an ultra-lightweight golf club having a thick outer diameter of a grip portion, and improves the mechanical strength of the shaft, particularly the crushing strength and bending strength of the grip portion.
[0002]
[Prior art]
In recent years, shafts for golf clubs using fiber reinforced plastics are widely used because of their light weight and high strength.
In particular, a long club having a light weight and a light weight grip cover mounted on a carbon fiber reinforced plastic golf shaft having a large outer diameter and a light grip is now commercially available.
Since such a golf club can easily increase the club head speed during the swing, it is effective in increasing the flight distance of the ball.
[0003]
A shaft having a thick outer diameter of the grip portion is disclosed in US Pat. No. 3,614,101, utility model No. 3008987, utility model No. 3016553, patent No. 2800000, and the like.
In JP-A-10-225541, the outer diameter of the grip side end is 18 to 30 mm, and the value obtained by dividing the shaft weight (g) by the shaft length (mm) is 0.061 g / mm or less. A golf club shaft for wood is described, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-305121 discloses a golf club shaft having a grip side end portion with an outer diameter of 16.5 to 26.0 mm and a weight of 30 to 55 g.
Such a golf club having a thick grip side end and a lightweight shaft can reduce the total weight of the club and can be a low kick point shaft with the kick point set on the club head side. , Excellent flight distance, trajectory height, and directionality.
In order to obtain a golf club shaft that has a large outer diameter at the grip side end and a reduced weight, the weight must be reduced against the increase in volume. It was necessary to make it.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, since a large load is applied to the part where the club head is mounted, that is, around the head side end of the shaft, the reduction in thickness and weight by reducing reinforcement around the head side end There was a possibility of causing damage. For this reason, it is inevitable that the periphery of the grip portion of the shaft is particularly thin, and the bending strength particularly around the grip portion is larger in the case of a thick shaft than a normal lightweight shaft having an outer diameter of the grip side end portion of about 15 mm. The crushing strength is low, and there is a high probability that a shaft breakage accident in the grip cover that occurs when the club is pulled out from the caddy bag or a shaft crushing accident that occurs when the club is accidentally stepped on will occur. There was a problem.
[0005]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a fiber reinforced plastic golf club shaft excellent in bending strength and crushing strength even though the grip side end portion is thick and lightweight. Let it be an issue.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
  The shaft for a golf club of the present invention is a shaft for a golf club made of a fiber reinforced plastic tubular body, and at least from the insideA reinforcing layer in which the orientation angle of the reinforcing fibers is 90 ° with respect to the longitudinal direction of the shaft;A first angle layer, a first straight layer,A grip part reinforcing layer in which the orientation angle of the reinforcing fibers is 90 ° with respect to the longitudinal direction of the shaft;It is a laminated structure of fiber reinforced plastic having a second angle layer and a second straight layer, and the second angle layer has a thickness of 0.04 to 0.1 mm, and the orientation angle of the reinforcing fibers is the longitudinal direction of the shaft. The outer diameter of the grip side end portion is 16 to 22 mm, the value obtained by dividing the shaft weight (g) by the shaft length (mm) is 0.045 g / mm or less, and the shaft The crushing deformation resistance Rc defined by the following formula (1) is 3.0 N / mm over the entire length of²The crushing strength σc defined by the following equation (2) is 10 N / mm or more.
    Rc = ΔP / (Δλ · W) (1)
  (In Formula (1), Rc is crushing deformation resistance [N / mm², ΔP is the load change amount [N], Δλ is the crushing deformation amount [mm], and W is the width [mm] of the ring-shaped shaft test piece. )
    σc = P_max/ W (2)
  (In formula (2), σc is the crushing strength [N / mm], P_maxRepresents the breaking load [N], and W represents the width [mm] of the ring-shaped shaft specimen. )
[0007]
  The above golf club shaft has a torsional strength of 1200 N · m · degrees or more.It is preferable that
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described to describe the present invention in detail.
The golf club shaft of the present invention (hereinafter referred to as the shaft) is composed of a high-strength and lightweight fiber-reinforced plastic tubular body. One end portion of the tubular body is a head side end portion to which the golf club head is mounted, and the other end portion is a grip side end portion. A range of about 250 to 300 mm in the length direction from the grip side end portion is a grip portion, and a grip cover is attached.
[0009]
In the shaft of the present invention, the outer diameter of the grip side end is 16 to 22 mm, preferably 18 to 22 mm. If it is less than 16 mm, the grip cover to be mounted cannot be made sufficiently thin and light, and the total club weight of the golf club using this shaft increases. On the other hand, if it exceeds 22 mm, the grip becomes too thick to be gripped, the weight increases, and it is difficult to improve the strength.
The shape of the grip portion is selected according to the player's preference and is not particularly limited. For example, a shaft having a parallel portion having a constant outer diameter over a range of about 280 mm in the length direction from the grip side end of the shaft, or a position of about 200 to 300 mm in the length direction from the grip side end to 25 / Examples thereof include those having a taper of about 1000 or less and a reduced outer diameter.
There is no particular limitation on the degree of taper from the grip portion of the shaft to the head side end portion, the outer diameter of the head side end portion, or the like.
[0010]
In the shaft of the present invention, the value obtained by dividing the shaft weight (g) by the shaft length (mm) is 0.045 g / mm or less. If it exceeds 0.045 g / mm, the total club weight and the moment of inertia of the golf club obtained using this shaft increase, which is not preferable. The shaft length is preferably 1143 mm (45 inches) or more, more preferably 1194 mm (47 inches) or more. A golf club having a shaft having such a length is preferable because the club head speed increases.
[0011]
The crushing deformation resistance (Rc) of the shaft is 3.0 N / mm over the entire length of the shaft.²That's it. Crushing deformation resistance (Rc) value is 3.0 N / mm²If it is less than 1, the strength of the shaft is insufficient, and the bending strength is not sufficient.
Here, in order to obtain the crushing deformation resistance (Rc) of the shaft, first, a part of the shaft is cut into a ring shape to obtain a test piece, and a load is applied from the side surface of the test piece toward the center, A relationship between the displacement of the diameter of the test piece against the load change amount ΔP at that time, that is, the crushing deformation amount Δλ is plotted, and a ΔP-Δλ diagram is created. Then, a slope (ΔP / Δλ) is obtained from ΔP and Δλ of the initial straight line portion of the ΔP-Δλ plot, and Rc is calculated from this (ΔP / Δλ) and the width W of the cut specimen using the following formula (1). Ask for.
Rc = ΔP / (Δλ · W) (1)
(Where Rc is the crushing deformation resistance [N / mm², ΔP is the load change amount [N], Δλ is the crushing deformation amount [mm], and W is the width [mm] of the ring-shaped shaft test piece. )
[0012]
Further, the crushing strength (σc) of the shaft is 10 N / mm or more over the entire length of the shaft. If the crushing strength (σc) is less than 10 N / mm, the strength of the shaft is insufficient, and the grip portion of the shaft may be crushed when the shaft is stepped on.
Here, the crushing strength (σc) is obtained by cutting a part of the shaft into a ring shape to obtain a test piece, applying a load from the side surface of the test piece toward the center, and the load when the test piece is broken, That is, breaking load P_maxFrom the width W of the cut specimen, the following equation (2) is used.
σc = P_max/ W (2)
(Where σc is the crushing strength [N / mm], P_maxRepresents the breaking load [N], and W represents the width [mm] of the ring-shaped shaft specimen. )
[0013]
Furthermore, the shaft of the present invention preferably has a torsional strength of 1200 N · m · degree or more. Below 1200 N · m · degree, the head speed during swing is 48 m / sec. If a hard hitter that exceeds 1 is hit with the center of gravity of the club head greatly removed, the possibility of twisting and breaking increases. Here, the torsional strength is the torque when the end on the small diameter side, that is, the end on the head side is fixed, and torque is applied to the end on the large diameter side, that is, the grip side, causing the shaft torsion breakage. is there.
[0014]
Examples of the reinforcing fiber of the fiber reinforced plastic used for the shaft include glass fiber, carbon fiber, aramid fiber, boron fiber, silicon carbide fiber, alumina fiber, and steel fiber. Among these, polyacrylonitrile-based carbon fibers are preferably used because of excellent mechanical properties after molding. These reinforcing fibers are used alone or in combination of two or more.
[0015]
Although there is no restriction | limiting in particular as matrix resin which comprises a fiber reinforced plastic, Usually, an epoxy resin is used.
Examples of epoxy resins include bisphenol A type epoxy resins, bisphenol F type epoxy resins, bisphenol S type epoxy resins, phenol novolac type epoxy resins, cresol novolac type epoxy resins, glycidyl amine type epoxy resins, isocyanate-modified epoxy resins, and alicyclic epoxies. Resin etc. are mentioned. These epoxy resins can be used from liquid to solid. Moreover, you may use individually or may blend and use 2 or more types. Usually, a curing agent is added to an epoxy resin.
[0016]
The tubular body forming the shaft may be made of fiber reinforced plastic, but at least from the inside, the fiber reinforced plastic having the first angle layer, the first straight layer, the second angle layer, and the second straight layer. It is preferable that it is the laminated structure of.
Here, the angle layer is a layer formed by combining a layer in which the orientation angle of the reinforcing fibers is + θ with respect to the longitudinal direction of the shaft and a layer having −θ, and θ is usually 30 to 75. °. The straight layer is a layer in which the orientation angle of the reinforcing fibers is ± 15 ° or less with respect to the longitudinal direction of the shaft.
The thickness of the second angle layer is preferably 0.04 to 0.1 mm. Further, the orientation angle of the reinforcing fibers constituting the second angle layer is ± 60 to 75 ° with respect to the longitudinal direction of the shaft, that is, the second angle layer is +60 to + 75 ° with respect to the longitudinal direction of the shaft. A layer formed by combining a layer forming an angle and a layer forming an angle of −60 to −75 ° is preferable.
[0017]
When the thickness of the second angle layer and the orientation angle of the reinforcing fiber are set in this way, mechanical properties such as the crushing deformation resistance Rc, crushing strength σc, and torsional strength of the shaft are effective even when the shaft thickness is reduced. Can be enhanced. Therefore, while reducing the weight of the shaft, the crushing deformation resistance Rc is 3.0 N / mm.²As described above, the crushing strength σc can be set to 10 N / mm or more, and the torsional strength can be increased. Therefore, even if the outer diameter of the grip side end is large and the shaft is thinned, a shaft breakage accident, a crushing accident, or the like hardly occurs.
Furthermore, when an inorganic fiber having an elastic modulus of preferably 100 GPa or more, more preferably 240 GPa or more is used as the reinforcing fiber constituting the second angle layer, the crushing deformation resistance Rc can be further improved.
In addition, if the tubular body has at least the first angle layer, the first straight layer, the second angle layer, and the second straight layer from the inside, there may be others between these layers as necessary. You may have a layer of. The other layer may be partially provided on the tubular body.
[0018]
As another preferable form of the tubular body forming the shaft, a fiber reinforced plastic layer in which at least a part of the length direction including the grip portion is 45 to 90 ° with respect to the longitudinal direction of the shaft is provided. Examples include a laminated structure having four or more layers.
Here, even though these four or more fiber reinforced plastic layers are formed adjacent to each other, straight fibers in which the reinforcing fibers are oriented in a range of less than 30 ° with respect to the longitudinal direction of the shaft between the layers. Layers or the like may be sandwiched as necessary.
The thickness of these fiber reinforced plastic layers is not particularly limited, but when each layer is 0.02 to 0.35 mm, the value obtained by dividing the shaft weight (g) by the shaft length (mm) is 0.045 g. It is preferable because a light weight shaft of / mm or less is easily obtained. Moreover, it is preferable to use inorganic fibers having an elastic modulus of 100 GPa or more as reinforcing fibers constituting these layers.
Even when the thickness of the shaft, particularly the grip portion, is reduced by forming at least a part of the length direction including the grip portion in this way, the crushing deformation resistance Rc, the crushing strength σc, and the torsion of the shaft are reduced. Mechanical properties such as strength can be enhanced more effectively. For example, when the grip portion of the shaft has such a laminated structure, the grip portion can be reduced in thickness and weight, and the mechanical strength can be increased. Therefore, even if the outer diameter of the grip side end is large and the shaft is thinned, a shaft breakage accident, a crushing accident, or the like hardly occurs.
[0019]
The method for producing the shaft is not particularly limited, and examples thereof include sheet wrapping, filament winding, compression molding using a mold, internal pressure molding, autoclave molding, vacuum bag molding, tape wrapping molding, and the like. Among these methods, a sheet wrapping method in which fiber reinforced plastic prepregs constituting each layer are sequentially wound around a mandrel (core metal) and heated and molded is preferable. This method is preferable because the content of the matrix resin in the fiber reinforced plastic can be kept small, and as a result, the weight of the shaft can be reduced.
[0020]
Such a shaft is made of a fiber reinforced plastic tubular body, has an outer diameter of 16 to 22 mm at the grip end, and a value obtained by dividing the shaft weight (g) by the shaft length (mm) is 0.045 g / and the crushing deformation resistance Rc is 3.0 N / mm over the entire length of the shaft.²As described above, since the crushing strength σc is 10 N / mm or more, it has a sufficient mechanical strength even though it is lightweight and has a thick grip portion, and a shaft breakage accident, a crushing accident and the like hardly occur. Furthermore, when the torsional strength is 1200 N · m · degrees or more, the shaft is more excellent in mechanical strength. Such a shaft excellent in mechanical strength has a laminated structure of fiber reinforced plastic having at least a first angle layer, a first straight layer, a second angle layer, and a second straight layer from the inside, and the first The two-angle layer is obtained by constituting the thickness of 0.04 to 0.1 mm so that the orientation angle of the reinforcing fibers is 60 to 75 ° with respect to the longitudinal direction of the shaft. Alternatively, at least part of the length direction including the grip portion is obtained by forming a laminated structure having four or more fiber reinforced plastic layers in which the orientation angle of the reinforcing fibers is 45 to 90 ° with respect to the longitudinal direction of the shaft. It is done.
[0021]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples.
Example 1
In the following manner, the reinforcing layer, the first angle layer, the first straight layer, the head side end portion reinforcing layer, the grip portion reinforcing layer, the second angle layer, the second straight layer, and the head side parallel portion forming layer are arranged from the inside. Sequentially formed shafts were manufactured.
The outer diameter D of the narrow-side end 1 shown in FIG.₁5.1 mm, outer diameter D of the large-diameter end 2₂Of the mandrel having a length of 17.0 mm, a length L of 1600 mm, and a taper degree of 12.52 / 1000, from the small diameter side end 1_A= 105 mm position (P_A) And the length L from the large diameter side end 2_B= 330 mm position (P_BThe prepregs shown in Table 1 were sequentially wound around the area excluding the range up to (1) to (8) in the following steps (1) to (8). . The prepreg used is in the form of a tape formed by impregnating a resin into a sheet in which carbon fibers are aligned in one direction.
The length L from the narrow end 1 of the mandrel_A= P position at 105mm_A, Length L from large-diameter side end 2_B= P is 330mm_BAnd P_A To P_BDirectional length L_C= P position at 200mm_C, P_ATo P_BDirectional length L_D= P is 300mm_D, P_ATo P_BDirectional length L_E= P is 120mm_E, P_ATo P_BDirectional length L_G= P is 100mm_G, P_BTo P_A Directional length L_F= P is 300mm_FAnd
[0022]
(1) Winding of prepreg for reinforcing layer
When the prepreg (A) is wound around the mandrel, the fiber orientation angle is 90 ° with respect to the longitudinal direction of the mandrel, and P_A~ P_BThe prepreg was cut into a substantially trapezoidal shape so that the prepreg (A) became a single layer over the entire range, that is, the entire winding region, and wound around a mandrel.
[0023]
(2) Winding of the prepreg for the first angle layer
The prepreg (B) was cut into the following shapes (1) and (2).
(1) When wound on the reinforcing layer prepreg formed in (1) above, the fiber orientation angle is + 45 ° with respect to the longitudinal direction of the mandrel, and P_AIn 2.3 layers, P_A~ P_BIn the range, the number of layers gradually decreases and P_BWas cut into a shape of 1.7 layers. Here, P_A2.3 layer is P_A Is the average value of the number of layers on the outer periphery, specifically, P_A, The 7/10 portion of the outer periphery of the mandrel has two layers, and the remaining 3/10 portion has three layers. Hereinafter, the number of layers is represented by such an average value.
(2) When wound on the prepreg for reinforcing layer formed in (1) above, the orientation angle of the fiber becomes −45 ° with respect to the longitudinal direction of the mandrel, and P_AIn 2.3 layers, P_A~ P_BIn the range, the number of layers gradually decreases and P_BWas cut into a shape of 1.7 layers.
Next, the two prepregs obtained in (1) and (2) were bonded together so that their fiber directions were orthogonal to each other, and then wound on the prepreg for reinforcing layer formed in (1).
[0024]
(3) Winding of the prepreg for the first straight layer
When the prepreg (D) is wound on the prepreg for the first angle layer formed in (2), the fiber orientation angle becomes 0 ° with respect to the longitudinal direction of the mandrel, and P_A~ P_BThat is, it was cut into a substantially trapezoidal shape so as to form one layer over the entire winding region, and wound on the prepreg for the first angle layer formed in (2).
(4) Winding of the prepreg for the head side end reinforcing layer
When the prepreg (C) is wound on the prepreg for the first straight layer formed in (3), the fiber orientation angle becomes 0 ° with respect to the longitudinal direction of the mandrel, and P_A~ P_CIn the range of 2 layers, P_C~ P_DIn the range, the number of layers gradually decreases and P_DWas cut into a substantially trapezoidal shape so as not to be wound, and wound on the first straight layer prepreg formed in (3).
(5) Winding of prepreg for grip part reinforcing layer
When the prepreg (A) is wound around the prepreg for the first straight layer formed in (3), the fiber orientation angle becomes 90 ° with respect to the longitudinal direction of the mandrel, and P_B~ P_FIt cut | judged into the substantially trapezoid which becomes 1 layer in the range of a position, and wound around the prepreg for 1st straight layers formed by (3).
[0025]
(6) Winding of the prepreg for the second angle layer
The prepreg (A) was cut into the following shapes (1) and (2).
(1) When wound on the prepreg formed in the above (1) to (5), the orientation angle of the fiber becomes + 70 ° with respect to the longitudinal direction of the mandrel, and P_A~ P_BIn other words, it was cut into a shape having a single layer over the entire winding area.
(2) When wound on the prepreg formed in the above (1) to (5), the orientation angle of the fiber becomes −70 ° with respect to the longitudinal direction of the mandrel, and P_A~ P_BIn other words, it was cut into a shape having a single layer over the entire winding area.
Next, the two prepregs obtained in (1) and (2) are bonded together so that the fiber directions are symmetrical to each other, and then wound on the prepreg formed in (1) to (5). It was.
[0026]
(7) Winding the prepreg for the second straight layer
When the prepreg (E) is wound on the prepreg for the second angle layer formed in (6), the fiber orientation angle becomes 0 ° with respect to the longitudinal direction of the mandrel, and P_A  ~ P_B  In other words, it was cut into a substantially trapezoidal shape so as to form one layer over the entire winding region, and wound on the second angle layer prepreg formed in (6).
(8) Winding of the prepreg for the head side parallel portion forming layer
When the prepreg (C) is wound on the second straight layer formed in (7), the orientation angle of the fiber becomes 0 ° with respect to the longitudinal direction of the mandrel, and P_ABecomes 6.5 layers, P_A~ P_EIn the range, the number of layers gradually decreases and P_EWas cut into a triangle so as to eliminate winding, and wound on the second straight layer formed in (7).
[0027]
After winding the prepreg for forming each layer around the mandrel in the above steps (1) to (8), winding the polypropylene wrapping tape, heating and curing in a curing furnace, removing the wrapping tape, and polishing the outer periphery A wood golf shaft having a weight of 45 g, a length of 1145 mm, an outer diameter of the grip side end of 18.1 mm, and an outer diameter of 9.4 mm of the head side end was obtained.
Subsequently, the basic characteristics of the obtained shaft, crushing deformation resistance Rc, crushing strength σc, bending strength, and torsional strength were measured. The results are shown in Tables 2 to 3, and the measurement method is shown below.
[0028]
1. Frequency
Using a golf club timing harmonizer manufactured by Fujikura Rubber Industry Co., Ltd., a weight of 196 g, which imitates the club head, is attached to the head side end of the shaft, and the shaft is extended over a 180 mm length range from the grip side end of the shaft. Fixed and measured.
2. Twist angle
A position of 1035 mm from the head side end of the shaft is fixed, and a torsion torque of 13.8 kg · cm is applied to the shaft via an arm-type jig attached over a range of 50 mm from the head side end. The twist angle was measured.
3. Balance point
The position where the shaft can be balanced horizontally when the shaft is placed gently on a sharp flat plate that stands perpendicular to the horizontal plane is defined as the balance point (center of gravity position). The length from the end was expressed as a ratio to the total shaft length.
4). Kick point
Compress the shaft from its both ends using a fourteen kick point gauge FG-105RM, measure the position of the apex of the curve of the shaft that can be made at that time, and determine the length from the head side end of that position to the shaft It is expressed as a ratio to the total length.
[0029]
5. Crushing deformation resistance (Rc)
A ring-shaped test piece having a width of about 10 mm is cut out from each position of 10 mm, 100 mm, and 300 mm from the grip side end portion of the obtained shaft, and an Instron type material testing machine is used from the side surface of the test piece toward the center. A load was applied at a test speed of 2 mm / min, and the relationship between the displacement amount of the test piece diameter against the load change amount ΔP, that is, the crush deformation amount Δλ was plotted, and a ΔP-Δλ diagram was created. Then, a slope (ΔP / Δλ) is obtained from ΔP and Δλ in the initial straight line portion of this ΔP-Δλ diagram, and Rc is calculated from this (ΔP / Δλ) and the width W of the cut specimen using the following formula (1). Asked.
Rc = ΔP / (Δλ · W) (1)
(Where Rc is the crushing deformation resistance [N / mm², ΔP is the load change amount [N], Δλ is the crushing deformation amount [mm], and W is the width [mm] of the ring-shaped shaft test piece. )
6). Crushing strength (σc)
A ring-shaped test piece having a width of about 10 mm is cut out from each of the 10 mm, 100 mm, and 300 mm positions from the shaft grip side end, and the test speed is 2 mm / mm using an Instron type material testing machine from the side of the test piece toward the center. The load when min is applied and the test piece is destroyed, that is, the destruction load P_maxFrom the width W of the cut specimen, σc was determined using the following formula (2).
σc = P_max/ W (2)
(Where σc is the crushing strength [N / mm], P_maxRepresents the breaking load [N], and W represents the width [mm] of the ring-shaped shaft specimen. ) The crushing strength was calculated by the following formula.
7.3 3-point bending strength
The three-point bending strength at the shaft head side end was measured. The measuring method is 175mm from the end of the shaft on the grip side, among the golf club shaft certification standards and the standard confirmation method established by the Product Safety Association (commonly approved by the Minister of Industry, No. 5 No. 2087, October 4, 1993). The measurement was performed according to the measurement method of the position (so-called C point).
8). Torsion strong
It was conducted in accordance with the torsion test of golf club shaft certification standards and confirmation methods (Production Minister of International Trade and Industry No. 5 No. 2087, October 4, 1993) formulated by the Product Safety Association. In other words, using the universal tester (capacity 5KN) manufactured by Mechatronics Engineering, the head side end of the shaft is fixed, torque is applied to the grip side end, and the torque when the shaft is torsionally broken is obtained. Torsion was strong.
[0030]
[Table 1]

[0031]
[Table 2]

[0032]
[Table 3]

[0033]
(Example 2)
In the same manner as in Example 1, the reinforcing layer, the first angle layer, the first straight layer, the head side end portion reinforcing layer, the grip portion reinforcing layer, the second angle layer, the second straight layer, and the head side parallel portion forming layer are provided. A wood golf shaft having a weight of 48 g, a length of 1145 mm, an outer diameter of the grip side end of 18.1 mm, and an outer diameter of 9.4 mm of the head side end was obtained.
However, for the first angle layer prepreg, prepreg (F) is used instead of prepreg (B), and P of prepreg (F) is used._A Instead of 2.3 layers, the number of layers was 2.8 layers. Further, the prepreg for the second angle layer is used by bonding the prepregs (A), and instead of setting the orientation angles of the reinforcing fibers of these prepregs to the mandrel longitudinal direction to + 70 ° and −70 °, + 45 ° and The angle was −45 °.
The basic characteristics, crushing deformation resistance Rc, crushing strength σc, bending strength, and torsional strength of the wood golf shaft thus obtained were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Tables 2 to 3.
[0034]
(Comparative Example 1)
A shaft in which a reinforcing layer, an angle layer, a head side end portion reinforcing layer, a straight layer, and a head side parallel portion forming layer were sequentially formed from the inside was manufactured as follows.
First, the same mandrel as in Example 1 is used, and P as in Example 1 is used._A~ P_BWas used as a winding region, and the prepregs shown in Table 1 were sequentially wound by the procedure described in the following (1) to (5).
(1) Winding of the reinforcing layer
A reinforcing layer having a reinforcing fiber orientation angle of 90 ° was wound in the same manner as in (1) of Example 1 except that the prepreg (G) was used instead of the prepreg (A).
(2) Winding the angle layer
The prepreg (H) was cut into the following shapes (1) and (2).
(1) When wound on the reinforcing layer prepreg formed in (1) above, the fiber orientation angle is + 45 ° with respect to the longitudinal direction of the mandrel, and P_A2 layers, P_A~ P_BIn the range, the number of layers gradually decreases and P_BWas cut into a shape of 1.3 layers.
(2) When wound on the reinforcing layer prepreg formed in (1) above, the orientation angle of the fiber becomes −45 ° with respect to the longitudinal direction of the mandrel, and P_A2 layers, P_A~ P_BIn the range, the number of layers gradually decreases and P_BWas cut into a shape of 1.3 layers.
Next, the two prepregs obtained in (1) and (2) were bonded together so that their fiber directions were orthogonal to each other, and then wound on the prepreg for reinforcing layer formed in (1).
(3) Winding of the head side end reinforcement layer
In the same manner as in Example 1 (4), the head side end portion reinforcing layer prepreg was wound on the angle layer prepreg formed in (2).
(4) Straight layer winding
When the prepregs (D) and (E) are wound on the prepreg formed in the above (1) to (3), the fiber orientation angle becomes 0 ° with respect to the longitudinal direction of the mandrel, and P_A~ P_BOf the prepreg formed in (1) to (3) in the order of the prepreg (D) and the prepreg (E). Wrapped on top.
(5) Winding of the head side parallel portion forming layer
When the prepreg (C) is wound on the prepreg for straight layer formed in (4), the fiber orientation angle becomes 0 ° with respect to the longitudinal direction of the mandrel, and P_ABecomes 5.3 layers, P_A~ P_EIn the range, the number of layers gradually decreases and P_EWas cut into a triangle so as to eliminate winding, and wound on the straight layer formed in (4).
[0035]
After each layer was wound around the mandrel in the above steps (1) to (5), the weight was 50 g, the length was 1145 mm, the grip side end outer diameter was 18.2 mm, and the head side end was the same as in Example 1. A golf club shaft for wood having an outer diameter of 9.4 mm was obtained.
The basic characteristics, crushing deformation resistance Rc, crushing strength σc, bending strength, and torsional strength of the wood golf shaft thus obtained were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Tables 2 to 3.
[0036]
(Comparative Example 2)
A shaft in which an angle layer, a head side end portion reinforcing layer, a straight layer, and a head side parallel portion forming layer were sequentially formed from the inside was manufactured as follows.
First, the same mandrel as in Example 1 is used, and P as in Example 1 is used._A~ P_BWas used as a winding region, and the prepregs shown in Table 1 were sequentially wound by the procedure described in (1) to (4) below.
(1) Winding the angle layer
The prepreg (H) was cut into the following shapes (1) and (2).
(1) The fiber orientation angle is + 45 ° with respect to the longitudinal direction of the mandrel, and P_AIn 2.4 layers, P_A~ P_BIn the range, the number of layers gradually decreases and P_BWas cut into a shape of 1.6 layers.
(2) The fiber orientation angle is −45 ° with respect to the longitudinal direction of the mandrel, and P_AIn 2.4 layers, P_A~ P_BIn the range, the number of layers gradually decreases and P_BWas cut into a shape of 1.6 layers.
Next, the two prepregs obtained in (1) and (2) were bonded so that their fiber directions were orthogonal to each other, and then wound on a mandrel.
(2) Winding of the head side end reinforcement layer
In the same manner as in Example 1 (4), the head side end portion reinforcing layer prepreg was wound on the angle layer prepreg formed in (1).
(3) Wrapping straight layer
The straight layer prepreg was wound on the prepreg formed in (1) to (2) in the same manner as in Comparative Example 1 (4).
(4) Winding of the head side parallel portion forming layer
In the same manner as in Comparative Example 1 (5), the head-side parallel portion forming layer prepreg was wound on the straight layer prepreg formed in (3).
[0037]
After each layer was wound around the mandrel in the above procedures (1) to (4), the weight was 50 g, the length was 1145 mm, the grip side end outer diameter was 18.1 mm, and the head side end was the same as in Example 1. A golf club shaft for wood having an outer diameter of 9.4 mm was obtained.
The basic characteristics, crushing deformation resistance Rc, crushing strength σc, bending strength, and torsional strength of the wood golf shaft thus obtained were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Tables 2 to 3.
[0038]
(Comparative Example 3)
A shaft in which a reinforcing layer, an angle layer, a head side end portion reinforcing layer, a straight layer, and a head side parallel portion forming layer were sequentially formed from the inside was manufactured as follows.
First, the same mandrel as in Example 1 is used, and P as in Example 1 is used._A~ P_BWas used as a winding region, and the prepregs shown in Table 1 were sequentially wound by the procedure described in the following (1) to (5).
(1) Winding of the reinforcing layer
A reinforcing layer having a reinforcing fiber orientation angle of 90 ° was wound around a mandrel in the same manner as in Example 1 (1) except that the prepreg (G) was used instead of the prepreg (A).
(2) Winding the angle layer
The prepreg (I) was cut into the following shapes (1) and (2).
(1) When wound on the reinforcing layer formed in (1) above, the fiber orientation angle is + 45 ° with respect to the longitudinal direction of the mandrel, and P_A~ P_BIn other words, it was cut into a shape of 2.1 layers over the entire winding area.
(2) When wound on the reinforcing layer formed in (1) above, the orientation angle of the fiber becomes −45 ° with respect to the longitudinal direction of the mandrel, and P_A~ P_BIn other words, it was cut into a shape of 2.1 layers over the entire winding area.
Next, the two prepregs obtained in (1) and (2) were bonded together so that their fiber directions were orthogonal to each other, and then wound on the prepreg for reinforcing layer formed in (1).
(3) Winding of the head side end reinforcement layer
In the same manner as in Example 1 (4), the head side end portion reinforcing layer prepreg was wound on the angle layer prepreg formed in (2).
(4) Straight layer
The straight layer prepreg was wound on the prepreg formed in (1) to (3) in the same manner as in Comparative Example 1 (4).
(5) Head side parallel part forming layer
The prepreg (C) is prepared so that the orientation angle of the fiber is 0 ° with respect to the longitudinal direction of the mandrel, and P_ABecomes 4.8 layers, P_A~ P_GIn the range, the number of layers gradually decreases and P_GWas cut into a triangle so as to eliminate winding, and wound on the straight layer formed in (4).
[0039]
After each layer was wound around the mandrel in the above procedures (1) to (5), the weight was 63 g, the length was 1145 mm, the grip side end outer diameter was 18.6 mm, and the head side end was the same as in Example 1. A golf club shaft for wood having an outer diameter of 9.4 mm was obtained.
The basic characteristics, crushing deformation resistance Rc, crushing strength σc, bending strength, and torsional strength of the wood golf shaft thus obtained were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Tables 2 to 3.
[0040]
【The invention's effect】
As described above, the golf club shaft of the present invention is a golf club shaft made of a fiber reinforced plastic tubular body, the grip side end has an outer diameter of 16 to 22 mm, and the shaft weight (g) is determined as the shaft. The value divided by the length (mm) is 0.045 g / mm or less, and the crushing deformation resistance Rc is 3.0 N / mm over the entire length of the shaft.²As described above, since the crushing strength σc is 10 N / mm or more, it has a sufficient mechanical strength even though it is lightweight and has a thick grip portion, and a shaft breakage accident, a crushing accident and the like hardly occur.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing a shape of a mandrel used in an example and a region around which a fiber reinforced plastic prepreg is wound.

Claims

A golf club shaft made of a fiber-reinforced plastic tubular body,
At least from the inside , the reinforcing fiber has an orientation angle of 90 ° with respect to the longitudinal direction of the shaft, the first angle layer, the first straight layer, and the orientation angle of the reinforcing fibers with respect to the longitudinal direction of the shaft. It is a laminated structure of fiber reinforced plastic having a 90 ° grip part reinforcing layer, a second angle layer, and a second straight layer, and the second angle layer has a thickness of 0.04 to 0.1 mm, The orientation angle of the reinforcing fibers is 60 to 75 ° with respect to the longitudinal direction of the shaft,
The outer diameter of the grip side end is 16 to 22 mm, and the value obtained by dividing the shaft weight (g) by the shaft length (mm) is 0.045 g / mm or less. A golf club shaft, wherein the crushing deformation resistance Rc defined is 3.0 N / mm ² or more and the crushing strength σc defined by the following formula (2) is 10 N / mm or more.
Rc = ΔP / (Δλ · W) (1)
(In formula (1), Rc is the crushing deformation resistance [N / mm ² ], ΔP is the load change [N], Δλ is the crushing deformation [mm], and W is the width of the ring-shaped shaft specimen. [Indicates [mm].)
σc = P _max / W (2)
(In formula (2), σc represents the crushing strength [N / mm], P _max represents the breaking load [N], and W represents the width [mm] of the ring-shaped shaft specimen.)

2. The golf club shaft according to claim 1, wherein the torsional strength is 1200 N · m · degrees or more.