JP5080886B2

JP5080886B2 - ゴルフクラブシャフト

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Publication number: JP5080886B2
Application number: JP2007190431A
Authority: JP
Inventors: 十美男熊本
Original assignee: Dunlop Sports Co Ltd
Current assignee: Dunlop Sports Co Ltd
Priority date: 2007-07-23
Filing date: 2007-07-23
Publication date: 2012-11-21
Anticipated expiration: 2027-07-23
Also published as: US20090029792A1; JP2009022622A; US7803063B2

Description

本発明は、ゴルフクラブシャフトに関し、特に、軽量なゴルフクラブシャフトのヘッドスピードを上げて、打球の飛び性能の向上を図るものである。

近年、打球の飛距離向上のため、ゴルフクラブシャフトとヘッドの軽量化が進んでいる。しかしながら、ゴルフクラブヘッドについては飛び性能に対するルール規制があり、飛び性能を高める設計に限界があることから、シャフトによる飛び性能の向上が望まれている。
飛び性能を高めるには、スイング中においてシャフトがうまくインパクトで返り、ヘッドスピードが上がることが重要であり、これにより打球の飛距離が伸びるうえ、打球方向性も安定することが知られている。

本発明者がスイングシミュレーション技術でシャフトにかかる応力を研究したところ、スイング中に撓ったシャフトがボールインパクトでタイミングよく返らない場合は、スイング時にグリップ側の断面方向に応力がかかり、該グリップ側において断面方向の潰れ変形が発生することが原因となっていることが判明した。
かつ、シャフトはヘッド側からグリップ側にかけて、外径が大きくなり肉厚が薄くなるため、グリップ側では潰し剛性が低下し、大きな応力を受けることによってシャフト断面形状が楕円変形しやすいことも判明した。

ゴルフクラブシャフトの材料は、従来の主流であったスチールから、軽量で、比強度、比剛性の高いカーボンプリプレグ等の積層体からなる繊維強化樹脂が主流となっている。
前記繊維強化樹脂製のゴルフクラブシャフトにおいては、バイアス層、ストレート層、フープ層を併用して、シャフトに必要な剛性や強度を調整する技術が知られている。
前記バイアス層は強化繊維がシャフト軸線方向に傾斜して螺旋状に強化繊維が延在するため、主として捩り剛性／強度を高める機能を有する。
前記ストレート層は強化繊維がシャフト軸線方向に平行に延在するため、主として曲げ剛性／強度を高める機能を有する。
前記フープ層は強化繊維がシャフト軸線方向に直交する円周方向に延在するため、主として潰し剛性／強度を高める機能を有する。
前記機能を有するバイアス層、ストレート層およびフープ層の配置位置を設計事項とすることで種々の目的に合致した特性を有するゴルフクラブシャフトを設けることができる。

例えば、特許第３２５７２３８号（特許文献１）の円筒体では、最内層と最外層とにフープ層を配置し、中間層にストレート層を配置し、前記最内層のフープ層の引張弾性率を５０ｔ／ｍｍ^２以上とし、中間層のストレート層の引張弾性率を６０ｔ／ｍｍ^２以下とし、最外層のフープ層の引張弾性率を５０ｔ／ｍｍ^２以下とし、これによって、曲げ特性と圧壊強さが向上するとされている。

しかしながら、前記特許文献１の円筒体では、バイアス層が無いため、ねじり剛性や強度が低く、ゴルフ用のシャフトとして使用した場合には、耐久性不足や方向性が悪くなる問題を有する。また、フープ層は全長層として配置されているため、フープ層による捩り剛性向上の特性をヘッドスピード向上に関連させる技術思想や構成の開示および示唆はなされていない。
さらに、フープ層は、強化繊維が円周方向に配置されるため、該フープ層のプリプレグの巻回工程において、フープ層の端部が内層側の層と密着不良を起こしやすく、最外層にフープ層を配置すると外観不良が発生しやすく、かつ、成形最終品におけるエアー溜まり不良が発生し耐久性の低下につながりやすい等の問題がある。

また、特開平８−１３１５８８号（特許文献２）のゴルフクラブシャフトでは、最外層に全長バイアス層を配置し、中間層に全長ストレート層を配置し、最内層に全長フープ層を配置し、捩れ剛性を高めた構成とされている。
該特許文献２のゴルフクラブシャフトは、全長ストレート層の内周に全長フープ層を配置することで、シャフトに曲げがかかった時のストレート層の剥離防止を図っており、フープ層のつぶし剛性の向上をヘッドスピート向上に繋げるものではない。

さらに、本出願人は特開２００４−５７６７３号（特許文献３）で、部分的フープ層をグリップ端側に配置し、グリップ端における潰し強度を維持しながら軽量化をはかるゴルフクラブシャフトを提供している。
しかしながら、シャフトのグリップ端側はプレーヤーが把持する部分であるため、スイング中は撓りが発生しにくく、該部分の潰し剛性を高めてもヘッドスピード向上効果は期待できない。このように、部分的フープ層をグリップ端側に配置しただけでは、グリップ端側の潰し強度の向上を図ることができるが、フープ層による潰し剛性の特性をヘッドスピードの向上に繋げる技術思想の開示および構成としていないため、改善の余地がある。

特許第３２５７２３８号公報特開平８−１３１５８８号公報特開２００４−５７６７３号公報

本発明は前記問題に鑑みてなされたもので、軽量なゴルフクラブシャフトにおいて、フープ層の潰し強度の向上をヘッドスピードの向上に繋げることができるようにし、よって、打球の飛距離および方向性の向上を図ることができるゴルフクラブシャフトを提供することを課題としている。

前記課題を解決するために、本発明は、シャフト重量が３０ｇ以上６０ｇ以下であり、
強化繊維のシャフト軸線に対する配向角が±１０°以上８０°以下であるプリプレグからなるバイアス層と、強化繊維のシャフト軸線に対する配向角が０°±１０°以内であるプリプレグからなるストレート層と、強化繊維のシャフト軸線に対する配向角が９０°±１０°以内であるプリプレグからなるフープ層を備えるゴルフクラブシャフトであって、
シャフト全長に配置する層として、全長バイアス層と、全長ストレート層と、全長フープ層とを備えると共に、ヘッド端側およびグリップ端側に配置する部分補強ストレート層と、シャフトのグリップ端からシャフト全長の１５％を隔てた点Ｐから該シャフトのグリップ端からシャフト全長の４５％を隔てた点Ｑまでのシャフト中間の重点補強領域内のみに配置する部分補強フープ層とを備え、該部分補強フープ層の強化繊維のシャフト軸線に対する配向角は９０°±１０°以内であると共に該強化繊維の引張弾性率が４０ｔ／ｍｍ ^２以上９０ｔ／ｍｍ ^２以下の炭素繊維であり、
シャフトの最内周から最外周にかけて、ヘッド端側の前記部分補強ストレート層、全長バイアス層、ヘッド端側の部分補強ストレート層、グリップ端側の部分補強ストレート層、全長フープ層、全長ストレート層、全長フープ層、前記重点補強領域の部分補強フープ層、全長ストレート層、ヘッド端側の前記部分補強ストレート層を順次配置しているゴルフクラブシャフトを提供している。

本発明者がスイングシミュレーション解析を行った結果、スイング時に最も応力がかかる部分が前記点Ｐ、Ｑ間の領域（以下「重点補強領域Ｘ」という）内にあることが判明した。この結果に基づいて、前記重点補強領域Ｘ内に潰し剛性を有する部分補強フープ層を配置している。
シャフトが撓る前は断面円形であり、撓った状態で断面楕円形に変形するが、前記重点補強領域Ｘに部分補強フープ層を配置すると、潰し剛性が大となるため、断面楕円形から断面円形に戻ろうとする力が大きくなり、その結果、撓り戻りが大きくなる。その結果、インパクトでのヘッドの返りが早まり、ヘッドスピードも速くなり、打球の飛距離が増大すると共に、打球の方向性も向上させることができる。

逆に、前記点Ｐからシャフトのグリップ端までの間は、プレーヤーが把持する部分であり、プレーヤーの手が邪魔となってスイング中は撓りが発生しにくく、該部分の潰し剛性を高めてもヘッドスピード向上効果が低い。また、前記点Ｑよりヘッド側は、ヘッドスピードを上げるためにある程度の撓りが必要な領域であり、該領域にフープ層を配置すると、撓りが悪くなり、却ってヘッドスピードが落ちる要因となる。

従って、前記部分補強フープ層の配置領域は、前記重点補強領域Ｘを超えないようにすることが必要であり、軽量性維持とのバランスも考慮して、該配置領域のグリップ側端は、シャフトのグリップ端からシャフト全長の２０％を隔てた位置、さらには２５％を隔てた位置がより好ましい。該部分補強フープ層のヘッド側端は、シャフトのグリップ端からシャフト全長の４０％を隔てた位置、さらには３５％を隔てた位置がより好ましい。

シャフト重量を３０ｇ以上６０ｇ以下としているのは、３０ｇ未満では強度が低下し、破損しやすいシャフトとなる。一方、６０ｇを超えると軽量なゴルフクラブシャフトとならず、かつ、シャフトの肉厚が大きくなるため潰し剛性も大きく、フープ層で部分補強する必要性が低くなる。シャフト重量の下限は、３２ｇ以上、さらに３４ｇ以上がより好ましく、シャフト重量の上限は、５８ｇ以下、さらに５６ｇ以下がより好ましい。

前記部分補強フープ層の強化繊維は、引張弾性率が４０ｔ／ｍｍ^２以上９０ｔ／ｍｍ^２以下の炭素繊維としている。
これは、引張弾性率が４０ｔ／ｍｍ^２未満では、潰し剛性は向上するが向上の度合いが低く、ヘッドスピードを上げるまでの効果が低い。一方、９０ｔ／ｍｍ^２を超えると、シャフトを成型する際にフープ層を巻き付けにくく、巻き剥がれにより積層不良を生じやすいことに因る。前記引張弾性率の下限は４６ｔ／ｍｍ^２以上、さらに５０ｔ／ｍｍ^２以上がより好ましく、上限は８５ｔ／ｍｍ^２以下、さらに８０ｔ／ｍｍ^２以下がより好ましい。

前記フープ層の強化繊維を炭素繊維としているのは、比重が小さく弾性率と強度が高いという点で好適であることに因る。なお、その他の一般に高性能強化繊維として使用される繊維、例えば、黒鉛繊維、アラミド繊維、炭化ケイ素繊維、アルミナ繊維、ボロン繊維、ガラス繊維等も用いることができる。
フープ層以外のバイアス層およびストレート層の強化繊維としても、炭素繊維が好適に用いられるが、前記他の強化繊維でもよい。

前記部分補強フープ層に好適な炭素繊維を用いたプリプレグシートとしては、日本グラファイトファイバー社製の「ＹＳＨ−６０」「ＹＳＨ−７０」「ＹＳ−８０」繊維を用いた「Ｅ６０２６Ａ−０７Ｓ」「Ｅ７０２６Ａ−０３Ｓ」「Ｅ７０２６Ｂ−０５Ｓ」「Ｅ８０２６Ａ−０７Ｓ」が挙げられる。さらに、東レ社製の「Ｍ４０Ｓ」「Ｍ４６Ｓ」「Ｍ５５Ｊ」「Ｍ５０Ｓ」「Ｍ５０Ｊ」「Ｍ６０Ｊ」「Ｍ６５Ｊ」繊維を用いた「Ｐ９０５３Ｓ−３」「Ｐ９０５３Ｓ−４」「Ｐ６０５３Ｓ−４」「Ｐ１２０５６Ｆ−１１」「Ｐ１１２５５Ｓ−８」「Ｐ１１２５５Ｆ−１１」「Ｐ１３０５６Ｆ−１３」「Ｐ１４０５６Ｆ−１３」が挙げられる。

前記全長層のバイアス層、ストレート層等のプリプレグに用いられる樹脂としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等が挙げられるが、強度と剛性の点より、熱硬化性樹脂が好ましく、特にエポキシ系樹脂が好ましい。
熱硬化性樹脂としては、エポキシ系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、フェノール系樹脂、メラミン系樹脂、ユリア系樹脂、ジアリルフタレート系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリイミド系樹脂、ケイ素樹脂等が挙げられる。
熱可塑性樹脂としては、ポリアミド樹脂、飽和ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリアセタール系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、ＡＳ樹脂、メタクリル系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、フッ素系樹脂等が挙げられる。

前記部分補強フープ層は、２層より多く形成するとシャフト重量が増加してヘッドスピードがかえって低下するため、１層以上２層以下、特に１層形成することが好ましい。
なお、この部分補強フープ層のほかに、シャフト全長の潰し剛性・潰し強度を向上させて耐久性を高める目的で、別に１層以上の全長フープ層を設けている。

前記部分補強フープ層の厚みは、０．０２ｍｍ以上０．１０ｍｍ以下が好ましい。これは、０．０２ｍｍ未満では、非常に薄く、繊維含有率が低いため、潰し剛性を向上させてヘッドスピードを上げる効果が十分に得られないことによる。一方、０．１０ｍｍを超えると、該フープ層の長手方向両端の端形状がシャフト成型硬化後に表面に現れ、段差ができてしまい、応力が集中して破損しやすくなるうえ、外観上も好ましくないことに因る。部分補強フープ層の厚みの下限は、さらに０．０３ｍｍ以上、特に０．０４ｍｍ以上が好ましく、上限は、０．０９ｍｍ以下、特に０．０８ｍｍ以下が好ましい。

前記バイアス層は、前記のように、強化繊維がシャフト軸線方向に対して傾斜して螺旋状に延在するため、主にねじり剛性・ねじり強度を高める特性を有する。
このバイアス層の層数は、２層以上８層以下とすることが好ましい。これは、２層未満では捩れ剛性・捩れ強度向上効果が十分に得られず、しかも１層の場合は捩れ剛性が非対象となり、８層より多くすると、限られたシャフト重量のなかで他のストレート層やフープ層の比率を下げざるを得ず、曲げ剛性・曲げ強度・潰し剛性・潰し強度を低下させてしまうことに因る。バイアス層の層数の上限は、さらに６層以下、特に４層以下がより好ましい。

バイアス層の強化繊維の引張弾性率は、２４ｔ／ｍｍ^２以上５５ｔ／ｍｍ^２以下が好ましい。
これは、２４ｔ／ｍｍ^２未満では、トルクが増大するためにボールインパクト時にフェース面の返りが遅れ、方向性が悪くなる。一方、５５ｔ／ｍｍ^２を超えると、通常のスイングでも捩り強度が低下し、非常にシャフト強度が低下することに因る。バイアス層の強化繊維の引張弾性率の下限は、さらに３０ｔ／ｍｍ^２以上、特に３５ｔ／ｍｍ^２以上が好ましい。上限は５０ｔ／ｍｍ^２以下、特に４６ｔ／ｍｍ^２以下が好ましい。

バイアス層の厚みは、０．０２０ｍｍ以上０．１５０ｍｍ以下が好ましい。
これは、０．０２０ｍｍ未満では、プリプレグの樹脂量が非常に少ないために芯材への巻き付け作業がうまくいかず、積層密着不良を生じて強度が低下しやすい。一方、０．１５０ｍｍを超えると、厚すぎて巻き付け作業時に芯材に沿いにくく、皺等の発生によって強度が低下することに因る。バイアス層の厚みの下限は、さらに０．０３０ｍｍ以上、特に０．０４０ｍｍ以上が好ましく、上限は、さらに０．１４０ｍｍ以下、特に０．１３０ｍｍ以下が好ましい。

前記ストレート層は、前記したように、強化繊維がシャフト軸線方向に延在するため、主に曲げ剛性・曲げ強度を高める特性を有する。
このストレート層の層数は、１層以上８層以下とすることが好ましい。これは、１層未満では曲げ剛性・曲げ強度向上効果が十分に得られないうえ、捩れ剛性・捩れ強度も低下し、８層より多くすると、プリプレグ枚数が多くなりすぎて作業性が悪く、コストもかかることに因る。ストレート層の層数の下限は、さらに２層以上がより好ましく、上限は６層以下、特に４層以下が好ましい。

ストレート層の強化繊維の引張弾性率は、１０ｔ／ｍｍ^２以上４０ｔ／ｍｍ^２以下が好ましい。
これは、１０ｔ／ｍｍ^２未満では、曲げ方向に非常に軟らかく、強度も弱くなるため、３点曲げ強度が低下する一方、４０ｔ／ｍｍ^２を超えると、曲げ剛性は高くなるが強度が低下することに因る。ストレート層の引張弾性率の下限は、さらに１５ｔ／ｍｍ^２以上、特に２４ｔ／ｍｍ^２以上が好ましく、上限は３５ｔ／ｍｍ^２以下、特に３０ｔ／ｍｍ^２以下が好ましい。

ストレート層の厚みは、０．０２０ｍｍ以上０．１５０ｍｍ以下が好ましい。
これは、０．０２０ｍｍ未満では、プリプレグの樹脂量が非常に少ないために芯材への巻き付け作業がうまくいかず、積層密着不良を生じて強度が低下しやすい。一方、０．１５０ｍｍを超えると、厚すぎて巻き付け作業時に芯材に沿いにくく、皺等の発生によって強度が低下するうえ、重量が重くなってスイングしにくくなることに因る。ストレート層の厚みの下限は、さらに０．０３０ｍｍ以上、特に０．０４０ｍｍ以上が好ましく、上限は、さらに０．１４０ｍｍ以下、特に０．１３０ｍｍ以下が好ましい。

本発明のゴルフクラブシャフトは、シャフト全長に配置する層として、全長バイアス層と、全長ストレート層と、全長フープ層とを備え、前記全長ストレート層を最外層全長層として配置し、該全長ストレート層の内周に隣接して前記部分補強フープ層を配置している構成としている。

また、ゴルフクラブシャフトの長さは７００ｍｍ以上１１９５ｍｍ以下が好ましい。これは、７００ｍｍ未満では、クラブが短すぎて飛距離性能が低く、１１９５ｍｍを超えると、長すぎて非常に振りにくいクラブとなることに因る。シャフト長さの下限は、さらに７５０ｍｍ以上、特に８００ｍｍ以上が好ましく、上限は、１１８１ｍｍ以下、特に１１６８ｍｍ以下が好ましい。

前記ゴルフクラブシャフトの単位当たり重量は、０．０２５ｇ／ｍｍ以上０．０５０ｇ／ｍｍ以下が好ましい。これは、０．０２５ｇ／ｍｍ未満では、現存の高強度材料で作製することができないうえ、作製できたとしても使用に耐えるだけの強度を有することができず、０．０５０ｇ／ｍｍを超えると、シャフトの軽量性を維持できないことに因る。シャフトの単位当たり重量の下限は、さらに０．０２６ｇ／ｍｍ以上、特に０．０２７ｇ／ｍｍ以上がより好ましく、上限は、さらに０．０４８ｇ／ｍｍ以下、特に０．０４５ｇ／ｍｍ以下がより好ましい。

上述のように本発明によれば、シャフトのグリップ端からシャフト全長の１５％を隔てた点Ｐから、シャフトのグリップ端からシャフト全長の４５％を隔てた点Ｑまでの重点補強領域Ｘ内のみに、部分補強フープ層を配置しているため、スイング中に最も応力を受けて断面変形しやすい重点補強領域Ｘの潰し剛性を高め、スイング時に撓ったシャフトを早く元に戻すことができるため、インパクト時のシャフトの返りが早まり、ヘッドスピードを効果的に高めることができる。これにより、シャフトの軽量性を維持しながら、打球の飛距離および方向性を向上させることができる。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１乃至図３に、本発明の第一実施形態に係るゴルフクラブシャフト１０（以下、シャフト１０と略称する）を示す。

シャフト１０は、プリプレグ２１〜３１の積層体からなるテーパー状の長尺な管状体よりなる。管状体の小径側のヘッド端１１にはヘッド１３が取り付けられ、大径側のグリップ端１２にはグリップ１４が取り付けられている。シャフト１０の全長Ｌは１１５８ｍｍとし、シャフト重量は４６ｇとしている。

上記シャフト１０は、図２に示すように、前記プリプレグ２１〜３１を、内側からプリプレグ２１〜３１の順にシートワインディング製法によりマンドレル２０に１周ずつ巻きつけて積層した後、ポリエチレン製やポリエチレンテレフタレート製等のテープで圧力をかけながらラッピングし、これをオーブン中で加熱加圧し樹脂を硬化させて一体的に成形し、その後、マンドレル２０を引き抜いてシャフト１０を製造している。シャフト表面は研磨を行った後、全長Ｌが１１５８ｍｍとなるように両端をカットして塗装している。

シャフト１０を構成する前記プリプレグ２１〜３１はいずれも、炭素繊維からなる強化繊維Ｆ２１〜Ｆ３１を引き揃えてエポキシ樹脂で含浸している。

詳しくは、プリプレグ２２、２３、２６〜２８、３０はシャフト全長に配置する全長層であり、プリプレグ２１、２４、２５、２９、３１はシャフト１０の長さ方向に部分的に配置する部分層であり、そのうちプリプレグ２９が重点補強領域に配置する部分補強プリプレグである。

プリプレグ２１は、ヘッド側先端部に配置し、長さを２６７ｍｍ、厚みを０．０８３０ｍｍとし、強化繊維Ｆ２１は、引張弾性率を２４．５ｔ／ｍｍ^２、シャフト軸線に対してなす配向角を０°とし、部分補強ストレート層Ａ１を形成している。
プリプレグ２２、２３はいずれも、シャフト全長に配置し、厚みを０．０５７０ｍｍとし、強化繊維Ｆ２２は、引張弾性率を４０．０ｔ／ｍｍ^２、シャフト軸線に対してなす配向角を−４５°とし、強化繊維Ｆ２３は、シャフト軸線に対してなす配向角を＋４５°としている。この２枚の繊維強化プリプレグ２２、２３は、互いの強化繊維Ｆ２２、Ｆ２３が交差するように重ねて貼りあわせた状態で巻き付けて、全長バイアスセット層Ｂ１を形成している。
プリプレグ２４は、ヘッド側先端部に配置し、長さを３６７ｍｍ、厚みを０．０８５０ｍｍとし、強化繊維Ｆ２４は、引張弾性率を３０．０ｔ／ｍｍ^２、シャフト軸線に対してなす配向角を０°とし、部分補強ストレート層Ａ２を形成している。
プリプレグ２５は、グリップ端部に配置し、長さを４５３ｍｍ、厚みを０．１０５７ｍｍとし、強化繊維Ｆ２５は、引張弾性率を３０．０ｔ／ｍｍ^２、シャフト軸線に対してなす配向角を０°とし、部分補強ストレート層Ａ３を形成している。
プリプレグ２６は、シャフト全長に配置し、厚みを０．０３４１ｍｍとし、強化繊維Ｆ２６は、引張弾性率を３０．０ｔ／ｍｍ^２、シャフト軸線に対してなす配向角を９０°とし、全長フープ層Ｃ１を形成している。
プリプレグ２７は、シャフト全長に配置し、厚みを０．１０５７ｍｍとし、強化繊維Ｆ２７は、引張弾性率を３０．０ｔ／ｍｍ^２、シャフト軸線に対してなす配向角を０°とし、全長ストレート層Ａ４を形成している。
プリプレグ２８は、シャフト全長に配置し、厚みを０．０３４１ｍｍとし、強化繊維Ｆ２８は、引張弾性率を３０ｔ／ｍｍ^２、シャフト軸線に対してなす配向角を９０°とし、全長フープ層Ｃ２を形成している。

プリプレグ２９は、前記したように部分補強フープ層Ｃ３を形成している。
即ち、長さを１００ｍｍとし、シャフト１０のグリップ端１２からシャフト全長Ｌの２５％を隔てた点Ｐ１からグリップ端１２からシャフト全長Ｌの３５％を隔てた点Ｑ１までの重要補強領域Ｘに配置している。厚みを０．０４００ｍｍとし、強化繊維Ｆ２９は、引張弾性率を７３．５ｔ／ｍｍ^２、シャフト軸線に対してなす配向角を９０°とし、部分補強フープ層Ｃ３を形成している。

プリプレグ３０は、シャフト全長に配置し、厚みを０．１０５７ｍｍとし、強化繊維Ｆ３０は、引張弾性率を３０．０ｔ／ｍｍ^２、シャフト軸線に対してなす配向角を０°とし、全長ストレート層Ａ５を形成している。
プリプレグ３１は、ヘッド側先端部に配置し、長さを２０７ｍｍ、厚みを０．０８３０ｍｍとし、強化繊維Ｆ３１は、引張弾性率を２４．５ｔ／ｍｍ^２、シャフト軸線に対してなす配向角を０°とし、部分補強ストレート層Ａ６を形成している。

前記構成よりなるシャフト１０は、図３に示すように、スイング中に最も応力を受けやすい重点補強領域Ｘ、即ち、シャフト１０のグリップ端１２からシャフト１０の全長Ｌの１５％（１７４ｍｍ）を隔てた点Ｐから、シャフト１０のグリップ端１２からシャフト１０の全長Ｌの４５％を隔てた点Ｑ（５２１ｍｍ）までの領域内に、部分補強フープ層Ｃ３を形成している。かつ、該部分補強フープ層Ｃ３は最外層全長層の全長ストレート層Ａ５の内周側に隣接して配置している。さらに、該部分補強フープ層Ｃ３を全長フープ層Ｃ２の外周に隣接して配置し、全長層の間に狭持して配置している。

このように、グリップ端１２より全長Ｌの１５％隔てた点Ｐより全長の４５％隔てた点Ｑまでの重点補強領域Ｘに部分補強フープ層Ｃ３を配置しているため、スイング中に最も応力を受けて断面変形しやすい前記重点補強領域Ｘの潰し剛性を高めることができる。よって、ボールインパクト時に、シャフト１０が断面円形から断面楕円形状に変形した後に断面楕円形から元の断面円形に戻ろうとする力が大きく作用し、撓り戻りが大きくなり、ボールインパクト時のシャフト１０の返りが早まり、ヘッドスピードを効果的に上げることができる。従って、シャフト１０の軽量性を維持しながら、打球の飛距離および方向性を向上させることができる。

また、前記部分補強フープ層Ｃ３の配置領域は、前記重点補強領域Ｘをグリップ側にもヘッド側にも超えていないため、無駄な重量増加を抑制できるうえ、飛距離増大にとって必要なシャフトの適度な撓りも確保できる。
さらに、部分補強フープ層Ｃ３を形成するプリプレグ２９の繊維引張弾性率は７３．５ｔ／ｍｍ^２であり、４０ｔ／ｍｍ^２以上９０ｔ／ｍｍ^２以下の範囲内であるため、ヘッドスピード向上効果を発揮できる高弾性プリプレグでありながら、巻回作業が容易で積層密着不良も防止できる。

（実施例）
本発明のゴルフクラブシャフトの実施例１〜６および比較例１〜５について詳述する。
以下の表１に示すとおり、実施例１〜６は、前記第１実施形態における９層目のプリプレグ、即ち、８層目の全長フープ層Ｃ２と１０層目の全長ストレート層Ａ５との間に積層するプリプレグの繊維引張弾性率、厚み、繊維配向角および積層領域を異ならせて作製した。

実施例１〜６および比較例１〜５のいずれも、シートワインディング製法により作製し、その作製方法は前記第一実施形態と同一とした。

また、実施例１〜６および比較例１〜５はいずれも、前記第１実施形態における８層目の全長フープ層Ｃ２と１０層目の全長ストレート層Ａ５との間に積層する部分補強フープ層Ｃ３のプリプレグについてのみ表１に記載した。その他のプリプレグ積層構成は前記実施形態と同一とした。

具体的には、実施例１〜６および比較例１〜５はいずれも、シャフト全長Ｌを１１５８ｍｍとし、各実施例および比較例のシャフト重量および、部分補強フープ層Ｃ３は表１に示すとおり設定した。部分補強フープ層Ｃ３以外の各層は実施例１〜６および比較例１〜５とも全て以下の通りとした。

内側から１層目は、三菱レイヨン社製の品番「ＴＲ３５０Ｃ−１００Ｓ」（炭素繊維品番「ＴＲ５０」）を用いてヘッド側部分補強ストレート層Ａ１を形成した。２、３層目には三菱レイヨン社製の品番「ＨＲＸ３５０Ｃ−０７５Ｓ」（炭素繊維品番「ＨＲ４０」）を用いて全長バイアスセット層Ｂ１を形成した。
４層目には、三菱レイヨン社製の品番「ＭＲ３５０Ｃ−１００Ｓ」（炭素繊維品番「ＭＲ４０」）を用いてヘッド側部分補強ストレート層Ａ２を形成した。
５層目には東レ社製の品番「Ｐ８２５５Ｓ−１０」（炭素繊維品番「Ｍ３０Ｓ」）を用いてグリップ側部分補強ストレート層Ａ３を形成した。
６層目には東レ社製の品番「Ｐ８０５Ｓ−３」（炭素繊維品番「Ｍ３０Ｓ」）を用いて全長フープ層Ｃ１を形成した。
７層目には東レ社製の品番「Ｐ８２５５Ｓ−１０」（炭素繊維品番「Ｍ３０Ｓ」）を用いて全長ストレート層Ａ４を形成した。
８層目には東レ社製の品番「Ｐ８０５Ｓ−３」（炭素繊維品番「Ｍ３０Ｓ」）を用いて全長フープ層Ｃ２を形成した。
１０層目には東レ社製の品番「Ｐ８２５５Ｓ−１０」（炭素繊維品番「Ｍ３０Ｓ」）を用いて全長ストレート層Ａ５を形成した。
１１層目には三菱レイヨン社製の品番「ＴＲ３５０Ｃ−１００Ｓ」（炭素繊維品番「ＴＲ５０」）を用いてヘッド側部分補強ストレート層Ａ６をそれぞれ形成した。

実施例１〜６および比較例１〜５において、内周から９層目に配置する部分補強フープ層Ｃ３は下記の通りとした。

（実施例１）
繊維配向角が９０°のプリプレグをシャフト１０のグリップ端１２からシャフト全長Ｌの２５％を隔てた点Ｐ１から３５％隔てた点Ｑ１までの領域に巻き付け、部分補強フープ層Ｃ３を形成した。また、この９層目のプリプレグに、繊維引張弾性率が７３．５ｔ／ｍｍ^２、厚みが０．０４ｍｍの日本グラファイトファイバー社製の品番「Ｅ７０２６Ａ−０３Ｓ」（炭素繊維品番「ＹＳＨ−７０」）を用いた。
（実施例２）
内側から９層目に、前記点Ｐ１〜点Ｑ１の領域に繊維配向角９０°の部分補強フープ層Ｃ３を形成した点は実施例１と同じであるが、この９層目のプリプレグに、引張弾性率が
８０．１ｔ／ｍｍ^２、厚みが０．０７ｍｍの日本グラファイトファイバー社製の品番「Ｅ８０２６Ａ−０７Ｓ」（炭素繊維品番「ＹＳ−８０」）を使用した点で実施例１と相違させた。
（実施例３）
図４に示すように、部分補強フープ層Ｃ３の配置領域を、シャフト１０のグリップ端１２からシャフト全長Ｌの２５％隔てた点Ｐ１から、該グリップ端１２からシャフト全長Ｌの３０％を隔てた点Ｑ２までの領域としたが、その他の点は実施例１と同一とした。
（実施例４）
内側から９層目に、前記点Ｐ１〜点Ｑ１の領域に繊維配向角９０°の部分補強フープ層Ｃ３を形成した点は実施例１と同じであるが、この９層目のプリプレグに、引張弾性率が４４．５ｔ／ｍｍ^２、厚みが０．０２２７ｍｍの東レ社製の品番「Ｐ６０５３Ｓ−３」（炭素繊維品番「Ｍ４６Ｓ」）を使用した点で実施例１と相違させた。
（実施例５）
内側から９層目に、前記点Ｐ１〜点Ｑ１の領域に繊維配向角９０°の部分補強フープ層Ｃ３を形成した点は実施例１と同じであるが、この９層目のプリプレグに、引張弾性率が７３．５ｔ／ｍｍ^２、厚みが０．１１ｍｍの日本グラファイトファイバー社製の品番「ＮＵ７１５００−５２５Ｓ」（炭素繊維品番「ＹＳＨ−７０」）を使用した点で実施例１と相違させた。
（実施例６）
内側から９層目に、前記点Ｐ１〜点Ｑ１の領域に繊維配向角９０°の部分補強フープ層Ｃ３を形成した点は実施例１と同じであるが、この９層目のプリプレグに、引張弾性率が３０ｔ／ｍｍ^２、厚みが０．０５８ｍｍの三菱レイヨン社製の品番「ＭＲ３５０Ｊ−０５０Ｓ」（炭素繊維品番「ＭＲ４０」）を使用した点で実施例１と相違させた。

（比較例１）
図５に示すように、内側から９層目に、繊維角度が９０°のプリプレグをシャフト全長に配置して全長フープ層Ｃ４を形成した。その他の点は実施例１と同一とした。
（比較例２）
図６に示すように、実施例１の８層目の全長フープ層Ｃ２と１０層目の全長ストレート層Ａ５の間に、繊維角度が±４５°の２枚のプリプレグを互いの繊維方向が交差するように重ねて貼り合わせた状態で巻き付けて全長バイアスセット層Ｂ２を形成した。このバイアスセット層Ｂ２を形成するプリプレグには、引張弾性率が７３．５ｔ／ｍｍ^２、厚みが０．０４ｍｍの日本グラファイトファイバー社製の品番「Ｅ７０２６Ａ−０３Ｓ」（炭素繊維品番「ＹＳＨ−７０」）を使用した。その他の構成は実施例１と同一とした。
（比較例３）
図７に示すように、実施例１の８層目の全長フープ層Ｃ２と１０層目の全長ストレート層Ａ５との間に何も積層しなかった。
（比較例４）
図８に示すように、部分補強フープ層Ｃ３をグリップ側後端部、即ち、シャフト１０のグリップ端１２からシャフト全長Ｌの０％隔てた点Ｐ２から、該グリップ端１２からシャフト全長Ｌの１０％隔てた点Ｑ３までの領域に配置した。その他の点は実施例１と同一とした。
（比較例５）
図９に示すように、部分補強フープ層Ｃ３をヘッド側先端部、即ち、シャフト１０のグリップ端１２からシャフト全長Ｌの９０％隔てた点Ｐ３から、該グリップ端１２からシャフト全長Ｌの１００％隔てた点Ｑ４までの領域に配置した。その他の点は実施例１と同一とした。

実施例１〜６、比較例１〜５のゴルフクラブシャフトに同一のヘッド、具体的にはＳＲＩスポーツ（株）製ＸＸＩＯドライバー（ロフト角１１°ＳＬＥ適合モデル）に、フェラル、グリップを装着し、実打時のヘッドスピードおよび飛距離を測定した。その結果を表１に示した。
この実打テストは、ハンディキャップ２０以上３５以下のプレーヤー２０名が、市販の３ピースボール（ＳＲＩスポーツ製「ＨＩ−ＢＲＩＤｅｖｒｉｏ」）からなるゴルフボールを前記シャフトを用いて、１０球ずつ打球した。

（ヘッドスピードの測定方法）
インパクト前の直前１０００μｓ、３０００μｓでのヘッド位置を計測することでヘッドスピード（Ｈ／Ｓ）を計測した。

（飛距離の測定方法）
目標と打撃点を結んだ直線からボールの停止位置までの最短距離を実測し、２０名分の全打球の平均飛距離を表１に示した。

表１から確認できるように、実施例１〜６は比較例１〜５に比して、ヘッドスピードも飛距離も好結果となった。これは、実施例１〜６は重点補強領域Ｘ内のみにフープ層を配置したことによって、スイング中における該領域Ｘの断面変形が抑制され、シャフトの返りが早くなったためと考えられる。

比較例１では、９層目に全長フープ層Ｃ４を配置したため、飛距離が伸びず、ヘッドスピードも低かった。これは、９層目のフープ層を重点補強領域Ｘを超えて配置したことによって、飛距離増大に必要なシャフトの適度な撓りまでが抑制されてしまったためと考えられる。
比較例２では、９層目に全長バイアスセット層Ｂ２を配置したため、実施例１〜６の結果を比較すると、バイアス層よりもフープ層の方が、シャフトの返りを早くすることに効果的であることが分かった。
比較例４、５では、９層目のフープ層を重点補強領域Ｘ外に配置したため、実施例１、３の結果と比較すると、重点補強領域Ｘ内にフープ層を配置することがシャフトの返りを早めるために効果的であることが分かった。

実施例１〜４、６を比較すると、９層目のフープ層の繊維引張弾性率が高いほうが飛距離およびヘッドスピード向上に効果的であることが分かった。
また、実施例１と実施例５を比較すると、９層目のフープ層を厚くしすぎると、飛距離およびヘッドスピード向上効果が低減することが分かった。

本発明の第一実施形態に係るゴルフクラブシャフトの概略図である。図１に示すゴルフクラブシャフトの繊維強化プリプレグの積層構成を示す図である。図１に示すゴルフクラブシャフトの平面図である。実施例３のシャフトの積層構成を示す図である。比較例１のシャフトの積層構成を示す図である。比較例２のシャフトの積層構成を示す図である。比較例３のシャフトの積層構成を示す図である。比較例４のシャフトの積層構成を示す図である。比較例５のシャフトの積層構成を示す図である。

符号の説明

１０シャフト
１２グリップ端
２１〜３１プリプレグ
Ａ１〜Ａ６ストレート層
Ｂ１バイアス（セット）層
Ｃ３部分補強フープ層
Ｌシャフト全長
Ｘ重点補強領域

Claims

シャフト重量が３０ｇ以上６０ｇ以下であり、
強化繊維のシャフト軸線に対する配向角が±１０°以上８０°以下であるプリプレグからなるバイアス層と、強化繊維のシャフト軸線に対する配向角が０°±１０°以内であるプリプレグからなるストレート層と、強化繊維のシャフト軸線に対する配向角が９０°±１０°以内であるプリプレグからなるフープ層を備えるゴルフクラブシャフトであって、
シャフト全長に配置する層として、全長バイアス層と、全長ストレート層と、全長フープ層とを備えると共に、ヘッド端側およびグリップ端側に配置する部分補強ストレート層と、シャフトのグリップ端からシャフト全長の１５％を隔てた点Ｐから該シャフトのグリップ端からシャフト全長の４５％を隔てた点Ｑまでのシャフト中間の重点補強領域内のみに配置する部分補強フープ層とを備え、該部分補強フープ層の強化繊維のシャフト軸線に対する配向角は９０°±１０°以内であると共に該強化繊維の引張弾性率が４０ｔ／ｍｍ ^２以上９０ｔ／ｍｍ ^２以下の炭素繊維であり、
シャフトの最内周から最外周にかけて、ヘッド端側の前記部分補強ストレート層、全長バイアス層、ヘッド端側の部分補強ストレート層、グリップ端側の部分補強ストレート層、全長フープ層、全長ストレート層、全長フープ層、前記重点補強領域の部分補強フープ層、全長ストレート層、ヘッド端側の前記部分補強ストレート層を順次配置しているゴルフクラブシャフト。
前記重点補強領域の部分補強フープ層の厚みを０．０２ｍｍ以上０．１０ｍｍ以下、前記全長バイアス層の強化繊維の引張弾性率は２４ｔ／ｍｍ ^２以上５５ｔ／ｍｍ ^２以下、前記全長ストレート層の強化繊維の引張弾性率は１０ｔ／ｍｍ ^２以上４０ｔ／ｍｍ ^２以下である請求項１に記載のゴルフクラブシャフト。