JPWO2005065785A1 - Golf shaft - Google Patents
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Abstract
複数の繊維強化樹脂層を積層してなる繊維強化樹脂製のゴルフシャフトが提供される。繊維強化樹脂層は4軸織物を成形用樹脂で強化した4軸織物層を備えている。4軸織物は、シャフトの長手方向に平行に延びる複数の縦軸糸、シャフトの長手方向に直交する方向に沿って延びる複数の横軸糸、シャフトの長手方向に対して左右に斜交する一組の複数の斜交軸糸から構成されている。縦軸糸、横軸糸、及び斜交軸糸の内、少なくとも一種類の軸糸が、他の軸糸とは異なる特性を有する強化繊維により形成されている。Provided is a golf shaft made of fiber reinforced resin formed by laminating a plurality of fiber reinforced resin layers. The fiber reinforced resin layer includes a 4-axis fabric layer obtained by reinforcing a 4-axis fabric with a molding resin. A four-axis fabric is a plurality of longitudinal yarns extending in parallel with the longitudinal direction of the shaft, a plurality of transverse shaft yarns extending along a direction orthogonal to the longitudinal direction of the shaft, and a diagonally crossing left and right with respect to the longitudinal direction of the shaft. It consists of a set of a plurality of oblique shaft yarns. At least one type of axial yarn among the vertical axis yarn, the horizontal axis yarn, and the oblique axis yarn is formed of reinforcing fibers having characteristics different from those of the other axis yarns.
Description
本発明は、フィーリングの良い振動特性を持ち、かつタイミングのとりやすさを向上させたゴルフシャフトに関するものである。 The present invention relates to a golf shaft having good vibration characteristics and improved ease of timing.
ゴルフクラブのスイング時におけるタイミングの取り方は、プレーヤーやゴルフシャフトの特性、重量、長さ、重心、硬さ等によりそれぞれ異なる。このタイミングを取りやすくするために、ゴルフシャフトにはいろいろな改良が加えられている。タイミングに関連するゴルフシャフトの設計項目にシャフトフレックスがある。このシャフトフレックスは、ゴルフシャフトをそのグリップ近傍において固定し、ゴルフシャフトの先端部に一定の重量を付加したときのしなり量や、固有振動数によって管理されることが知られている。 The timing of the swing of the golf club differs depending on the characteristics, weight, length, center of gravity, hardness, etc. of the player and the golf shaft. In order to facilitate this timing, various improvements have been made to the golf shaft. A shaft flex design item related to timing is shaft flex. It is known that this shaft flex is managed by a bending amount or a natural frequency when a golf shaft is fixed in the vicinity of the grip and a certain weight is added to the tip of the golf shaft.
スイング中のシャフトのしなり量は、ゴルフシャフトの軸線に沿った方向の曲げによる変形と、前記軸線に直交する径方向に沿った圧縮による変形が複合されたものである。そのため、圧縮による変形が大きいと、曲げによる変形の邪魔をして、ゴルファーがしなり感を感じ難くなると共に、ゴルフシャフトの復元力も小さくなり、飛距離をロスするという問題が生じる。 The amount of bending of the shaft during the swing is a combination of deformation due to bending in the direction along the axis of the golf shaft and deformation due to compression along the radial direction perpendicular to the axis. Therefore, if the deformation due to compression is large, the deformation due to bending is obstructed, and it becomes difficult for the golfer to feel a distorted feeling, and the restoring force of the golf shaft is also reduced, resulting in a problem that the flight distance is lost.
従って、ゴルファーがタイミングの取りやすいフレックスを選定する際には、ゴルフシャフトの径方向の剛性も考慮する必要がある。これら曲げによる変形と、径方向の変形とに対する要求を同時に満足させるには、厚みの薄いプリプレグを幾重にも積層した多層材をシャフトの素材として採用したり、もしくは、多軸織物を採用したりすることが知られている。 Therefore, when selecting a flex that is easy for a golfer to take timing, it is necessary to consider the radial rigidity of the golf shaft. In order to satisfy the requirements for deformation due to bending and radial deformation at the same time, a multilayer material in which thin prepregs are laminated in multiple layers is adopted as the material of the shaft, or a multi-axial woven fabric is adopted. It is known to do.
繊維強化樹脂製のゴルフシャフトにおいて、織物、特に3軸を主とした多軸織物を用いたシャフトに関しては、特開昭58−76559号公報、特開平3−151989号公報、及び、実開平4−51970号公報に記載されている。これらの文献に記載のゴルフシャフトでは、3軸織物の特徴を利用し、構造物の補強、もしくは生産性向上を目的として多軸織物が用いられている。 Regarding golf shafts made of fiber reinforced resin, with respect to fabrics, particularly shafts using multiaxial fabrics mainly composed of three axes, JP-A-58-76559, JP-A-3-151989, and JP-A-4 -51970. In the golf shafts described in these documents, a multiaxial fabric is used for the purpose of reinforcing the structure or improving the productivity by utilizing the characteristics of the triaxial fabric.
また、福田博、「複合材料の設計」、繊維機械学会誌、社団法人日本繊維機械学会、平成6年11月25日、第47巻、第11号、p.467−472によると、4軸織物は擬似等方性材としての効果を有し、「どの方向から負荷が作用しても同様の特性を発揮する」との記載があり、構造物としての利点が論じられている。 Also, Hiroshi Fukuda, “Design of Composite Materials”, Journal of the Textile Machinery Society, Japan Textile Machinery Society, November 25, 1994, Volume 47, No. 11, p. According to 467-472, the 4-axis woven fabric has an effect as a pseudo-isotropic material, and there is a description that “the same characteristics are exhibited even if a load acts from any direction”, and the advantages as a structure are discussed. It has been.
さらに、特開2000−245880号公報には、4軸織物を使用したゴルフシャフトが記載されている。このゴルフシャフトは、4軸織物を用いることにより、曲げ、捩り、圧縮剛性に優れ、あらゆる方向の力が付加されても充分に強度があり、反応性が高く、復元力の良好なバランスのとれたゴルフシャフトが得られる、とされている。 Furthermore, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-245880 describes a golf shaft using a four-axis fabric. This golf shaft is superior in bending, twisting, and compression rigidity by using a 4-axis woven fabric. It is strong enough to be applied in all directions, has high reactivity, and has a good balance of restoring force. It is said that a golf shaft can be obtained.
前記3軸織物又は4軸織物等の多軸織物を用いたゴルフシャフトは、構造物としての特徴である擬似等方性等を利用したものである。ゴルフシャフトに負荷をかけたときに、シャフトの長手方向、すなわち、縦方向、該長手方向に垂直な横方向、長手方向に対して所定の角度を有する斜交方向には、それぞれ異なる応力が加わり、これらに対応するためには、各方向においてそれぞれ異なる特性が必要とされる。しかし、前述した各文献においては、このような問題点について、何ら開示されていない。 A golf shaft using a multi-axial woven fabric such as the triaxial woven fabric or the 4-axial woven fabric utilizes pseudo-isotropic property or the like that is a characteristic of a structure. When a load is applied to the golf shaft, different stresses are applied to the longitudinal direction of the shaft, that is, the longitudinal direction, the transverse direction perpendicular to the longitudinal direction, and the oblique direction having a predetermined angle with respect to the longitudinal direction. In order to cope with these, different characteristics are required in each direction. However, the above-mentioned documents do not disclose any such problems.
また、ゴルフシャフトの性能を特定する際、前記機械的特性のほかに、「弾く」、「粘る」など官能表現が用いられている。このような官能表現はゴルファーの内、特に上級者に多く用いられるが、いまだに物理量として特定されてはいない。よって、「弾く」シャフトを案出するための手段は明確になっていないのが現状である。 In addition, when specifying the performance of the golf shaft, in addition to the mechanical characteristics, sensory expressions such as “play” and “stick” are used. Such a sensory expression is often used by golfers, particularly advanced players, but has not yet been specified as a physical quantity. Thus, the current situation is that the means for devising a “playing” shaft is not clear.
そこで、本発明の目的は、優れた機械的特性を備え、かつ、「弾き」のような官能表現に基づく特性や安定感に関する要望を満たすことができるようにしたゴルフシャフトを提供しようとするものである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a golf shaft that has excellent mechanical characteristics and that can satisfy the demands regarding characteristics and a sense of stability based on sensory expressions such as “playing”. It is.
本発明は前記の目的を達成するためになされたものであり、本発明の一実施態様のゴルフシャフトは、複数の繊維強化樹脂層を積層してなる繊維強化樹脂製である。繊維強化樹脂層は4軸織物を成形用樹脂で強化した4軸織物層を含み、4軸織物は、シャフトの長手方向に平行に延びる複数の縦軸糸、シャフトの長手方向に直交する方向に沿って延びる複数の横軸糸、シャフトの長手方向に対して左右に斜交する一組の複数の斜交軸糸から構成されている。縦軸糸、横軸糸、及び斜交軸糸の内、少なくとも一種類の軸糸が、他の軸糸とは異なる特性を有する強化繊維により形成されている。 The present invention has been made to achieve the above object, and the golf shaft of one embodiment of the present invention is made of a fiber reinforced resin formed by laminating a plurality of fiber reinforced resin layers. The fiber reinforced resin layer includes a four-axis fabric layer obtained by reinforcing a four-axis fabric with a molding resin, and the four-axis fabric has a plurality of longitudinal yarns extending in parallel to the longitudinal direction of the shaft in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the shaft. A plurality of transverse axis yarns extending along the shaft and a set of a plurality of oblique axis yarns obliquely laterally with respect to the longitudinal direction of the shaft. At least one type of axial yarn among the vertical axis yarn, the horizontal axis yarn, and the oblique axis yarn is formed of reinforcing fibers having characteristics different from those of the other axis yarns.
前記縦軸糸の強化繊維は、その引張強度が4000MPa〜7000MPaの炭素繊維からなり、横軸糸の強化繊維は、その引張弾性率が240GPa〜800GPaの炭素繊維からなり、斜交軸糸の強化繊維は、その引張弾性率が400GPa〜800GPaの炭素繊維からなることが好ましい。 The reinforcing fiber of the vertical axis yarn is made of carbon fiber having a tensile strength of 4000 MPa to 7000 MPa, and the reinforcing fiber of the horizontal axis yarn is made of carbon fiber having a tensile elastic modulus of 240 GPa to 800 GPa. The fiber is preferably made of carbon fiber having a tensile modulus of 400 GPa to 800 GPa.
前記4軸織物層の強化繊維の繊度は、50tex〜200tex(g/ 1000m)であることが好ましい。
前記4軸織物層は、最外層または最外層から2層目に配置することが好ましい。
前記ゴルフシャフトの繊維強化樹脂層の樹脂含有量は、前記ゴルフシャフトの全重量の20%〜30%であることが好ましい。The fineness of the reinforcing fibers of the four-axis fabric layer is preferably 50 tex to 200 tex (g / 1000 m).
The four-axis fabric layer is preferably disposed on the outermost layer or on the second layer from the outermost layer.
The resin content of the fiber reinforced resin layer of the golf shaft is preferably 20% to 30% of the total weight of the golf shaft.
前記ゴルフシャフトはその先端から後端に向かって漸次外径が大きくなるテーパー状を有していてもよい。
上述したいずれかの好ましいゴルフシャフトの先端にヘッドを装着し、その後端にグリップを装着してゴルフクラブを構成することが可能である。The golf shaft may have a tapered shape in which the outer diameter gradually increases from the front end toward the rear end.
A golf club can be configured by mounting a head on the front end of any of the above-mentioned preferred golf shafts and mounting a grip on the rear end.
以下、本発明を具体化した一実施形態について詳細に説明する。
図1は本発明の一実施形態に係るゴルフシャフトを示す。ゴルフシャフト1は、複数の繊維強化樹脂層を積層して形成したもので、全長が1143mmである。ゴルフシャフト1は、その先端から後端に向かって漸次外径が大きくなるテーパー状を有していて、その小径側の先端にはヘッド2が装着され、大径側の後端にはグリップ3が装着されている。Hereinafter, an embodiment embodying the present invention will be described in detail.
FIG. 1 shows a golf shaft according to an embodiment of the present invention. The
前記繊維強化樹脂層は、複数の繊維強化樹脂プリプレグを用いて形成されている。これらの繊維強化樹脂プリプレグは、図2に示すように、その強化繊維の配向角度が所定の角度となるような形状に切り出した第1〜第5繊維強化樹脂プリプレグ11〜15と、4軸織物強化プリプレグ10とからなる。これらのプリプレグ10、11〜15をマンドレル7に順次巻きつけて積層することにより、ゴルフシャフト1が形成されている。
The fiber reinforced resin layer is formed using a plurality of fiber reinforced resin prepregs. These fiber reinforced resin prepregs, as shown in FIG. 2, are first to fifth fiber reinforced
通常、ゴルフシャフト1の成形には、これらのプリプレグ10、11〜15のほかに、補強用として、シャフト1の先端側や後端側に部分的に別のプリプレグを配置するが、ここでは、その説明を省略する。
Usually, in forming the
第1〜第5繊維強化樹脂プリプレグ11〜15及び4軸織物強化プリプレグ10では、強化繊維としていずれも炭素繊維を用い、マトリックス樹脂としてエポキシ系樹脂を用いている。強化繊維としては、炭素繊維に限定されるものではなく、ガラス繊維、アラミド繊維、ボロン繊維、芳香族ポリアミド繊維、芳香族ポリエステル繊維、超高分子ポリエチレン繊維等も用いることができる。
In the first to fifth fiber reinforced
また、マトリックス樹脂としては、前記エポキシ系樹脂に代表される熱硬化性樹脂が好ましく、たとえば、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。 The matrix resin is preferably a thermosetting resin typified by the epoxy resin. For example, unsaturated polyester resin, phenol resin, melamine resin, urea resin, diallyl phthalate resin, polyurethane resin. , Polyimide resin, silicon resin and the like.
4軸織物強化プリプレグ10を形成する4軸織物層4は、図3に示すように、相互に直交するように織られた複数の縦軸糸41と複数の横軸糸42とを備え、さらに、これらの縦軸糸41及び横軸糸42に対して左右(+方向と−方向)に交差するように織られた一組の複数の斜交軸糸43を備えている。前記4軸織物層4の縦軸糸41はシャフト1の長手方向に対して平行に配置され、横軸糸42はシャフトの長手方向に対して垂直に配置され、斜交軸糸43はシャフトの長手方向に対して斜交するように配置される。
As shown in FIG. 3, the four-axis fabric layer 4 forming the four-axis fabric reinforced
縦軸糸41には、シャフト1の軸線に沿った曲げに対しては強度が必要であるため、その強化繊維には高強度の強化繊維を用いる。たとえば、引張強度が3500〜7000MPaの炭素繊維が好ましく用いられる。横軸糸42には、ゴルファーの力量が高くなるほどバネ定数の高い材料が必要である。ゴルファーの力量は、ヘッドスピードとスイング時のシャフト1の最大たわみ量とによって表すことができる。ヘッドスピードが速くなるほど、また、シャフト1の最大たわみ量が多くなるほど、重く、かつ、硬いシャフトが必要とされる。よって、シャフト1が重くなるほど、また、硬くなるほど、横軸糸42に採用する強化繊維の弾性率は高い方が良い。横軸糸42を構成する強化繊維に炭素繊維を用いた場合は、引張弾性率が240〜800GPaの炭素繊維が好ましい。同様の効果を得るため、炭素繊維の繊度を上げたり、一本の横軸糸42を構成するために収束される繊維数を多くしたりすることも可能である。その場合、シャフト表面の凹凸が大きくなるため、最外層の研磨代を多くする必要がある。このような観点から、前記4軸織物層の強化繊維の繊度は、50tex〜200texであることがこのましい。繊度の単位texは繊維1000m当たりのg数に等しい値である(1tex=1g/ 1000m)。
Since the
前記強化繊維は、ゴルファーの力量が高くなるほど、引張弾性率が高い方が好ましいが、高い弾性率の繊維ほど、繊維の引張強度が低くなる傾向にあるため、横軸方向に繊維を織る工程において、繊維の破断による歩留まりの影響が大きくなる。よって、横軸糸42の引張弾性率に関しては、240〜500GPaの炭素繊維が更に好ましい。
In the step of weaving the fibers in the horizontal axis direction, the reinforcing fibers tend to have a higher tensile elastic modulus as the golfer's ability increases, but the fibers having a higher elastic modulus tend to have lower tensile strength. Further, the influence of the yield due to fiber breakage is increased. Therefore, regarding the tensile elastic modulus of the
斜交軸糸43は、曲げ振動の減衰に最も影響を与える軸糸である。本実施形態においては、「弾く」という特性により、シャフトの挙動を特定できるとみなしている。すなわち、本実施形態では、スイング中のシャフトのしなりを表す振動がゴルファーによって感知され、かつ、打球したことによる振動が感応される。
The
シャフトにこのような「弾く」、さらに「安定」という官能表現による特性を求める場合、曲げ振動の減衰比をできるだけ小さくするために、斜交軸糸43を構成する強化繊維に高い弾性率の強化繊維を用い、シャフト1の軸線に対する配向角度が±45度となるように配置している。この強化繊維としては、引張弾性率が400〜800GPaの炭素繊維を用いるのが好ましい。引張弾性率が高いほど好ましいが、斜交軸に沿って繊維を織る工程において、高い弾性率の繊維ほど、繊維の引張強度が低くなる傾向にあるため、400〜500GPaの炭素繊維が更に好ましい。また、斜交軸糸43に用いられる強化繊維は、+方向斜交軸と−方向斜交軸とにおける特性を同一にすることが好ましい。+方向と−方向とで特性が異なると、捻り特性において異方性が生じるためである。
In the case of obtaining the characteristic by the sensory expression of “play” and “stable” on the shaft, in order to make the damping ratio of the bending vibration as small as possible, the reinforcing fiber constituting the
前記4軸織物層は、所望の振動特性である「弾く」ことに関して効果を得るためには、振動減衰率を低くすることが好ましく、そのためには、プリプレグの樹脂量も少なくする必要がある。これは、樹脂自体の減衰係数が強化繊維に比べて低いためである。また、4軸織物層4を含めた他の繊維強化樹脂層を形成するプリプレグ10〜15に関し、その樹脂含有量は、各プリプレグの重量の20〜50重量%の範囲であれば、シャフトの特性の上でも、製造する上でも適している。すべてのプリプレグ10〜15に使用される樹脂のゴルフシャフト1全体に占める割合は、20〜30重量%の範囲であることが好ましい。
In order to obtain an effect with respect to “bounce” which is a desired vibration characteristic, the four-axis fabric layer preferably has a low vibration damping rate, and for this purpose, the resin amount of the prepreg needs to be reduced. This is because the attenuation coefficient of the resin itself is lower than that of the reinforcing fiber. In addition, regarding the
また、本発明の目的を効率的に達成するためには、4軸織物層4を最外側に配置するのがより効果的であるが、製法や外観上の要求によっては、最外側ではなく、最外側により近い位置に配置するのが好ましく、最外側の層から2層目までに配置するのが好ましい。 In order to efficiently achieve the object of the present invention, it is more effective to dispose the four-axis woven fabric layer 4 on the outermost side, but depending on the manufacturing method and appearance requirements, not the outermost side, It is preferable to arrange it at a position closer to the outermost side, and it is preferable to arrange it from the outermost layer to the second layer.
繊維強化樹脂製のシャフト1を、いわゆるシートラッピング製法で形成する場合は、複数のプリプレグ10−15をマンドレル7に順次卷回した後、ラッピングテープを巻き付けて固定し、これを硬化成形した後、そのラッピングテープを取り除き、表面を研磨し、塗装して完成品のシャフトを得ている。
When the
このような製法を採用する場合には、研磨代を確保するために、4軸織物層4を備えたプリプレグ10の外側に、一つのプリプレグ15の層が設けられている。このプリプレグ15の厚みは0.02mm〜0.15mmであることが好ましい。このプリプレグ15の厚みが0.02mm以下であると、研磨により4軸織物層4の強化繊維が誤って研磨されてしまい、シャフト1の性能に悪影響を及ぼす恐れがあるため、好ましくない。プリプレグ15の厚みが0.15mm以上であると、プリプレグ15の表面から4軸織物層4までの距離が大きくなるので、4軸織物層4を配置する効果が得られ難い。
When such a manufacturing method is employed, one
一方、以下の場合には、プリプレグ15の厚みの大きいものが必要とされる。すなわち、4軸織物層4の各軸糸41、42、43は、1000本〜6000本の炭素繊維を収束して形成されるが、各軸糸41、42、43を、例えば引張り弾性率が240GPaの炭素繊維を3000本収束させて用いた場合と、1000本収束させて用いた場合とでは、3000本収束させて用いた場合の方が、各軸糸41、42、43の交点における4軸織物層4の厚みが大きくなる。そのため、シャフト表面を滑らかにする場合には研磨代を多く取る必要がある。よって、このような場合に、プリプレグ15の厚みを厚くする必要がある。ここで、3000本の炭素繊維を収束した束を一般的に3Kと言う。Kは1000に対応する。
On the other hand, a
硬化成形後の研磨を必要としない製法、たとえば、ラッピングテープの代わりに伸縮自在のチューブでプリプレグを被覆して成形する方法や、内圧成形法による場合、あるいは、前記シートラッピング製法であっても研磨を必要としない場合などには、最外層に4軸織物強化プリプレグ10を用いることができる。
Manufacturing methods that do not require polishing after curing, such as a method in which a prepreg is coated with a stretchable tube instead of a wrapping tape, an internal pressure molding method, or even the sheet wrapping method In the case where no is required, the 4-axis woven reinforced
第1及び第2繊維強化樹脂プリプレグ11、12は、シャフトの全長にわたり、2〜4回巻回して配設するもので、強化繊維がシャフト1の長手方向に対して±30°〜±65°の角度をなすように配置されている。第3繊維強化樹脂プリプレグ13は、シャフト1の全長にわたり、1回巻回して配設するもので、強化繊維がシャフト1の長手方向に対して略90度の角度をなすように配置されている。第4及び第5繊維強化樹脂プリプレグ14、15は、シャフト1の全長にわたり、1〜2回巻回して配設するもので、強化繊維がシャフト1の長手方向に対して略平行となるように配置されている。ただし、第5繊維強化樹脂プリプレグ15は、上述したように、製法によっては使用されない場合がある。
The first and second fiber reinforced
本実施形態のシャフト1はシートワインディング製法で成形されている。シャフト1の成形に当たり、マンドレル7に第1乃至第4繊維強化樹脂プリプレグ11〜14、4軸織物プリプレグ10、及び第5繊維強化樹脂プリプレグ15をこの順で巻き付けて積層し、その外周にラッピングテープを巻き締めて積層体を得る。その状態で、積層体を加熱及び加圧し、硬化させて成形し、その後、マンドレルを積層体から引き抜いて、シャフト1を得ている。
The
本発明のゴルフシャフト1は、前記したように、シャフト1の各軸糸について必要な要件を満たすように、各軸糸に特性の異なる強化繊維を用い、それらを織布することで一つの4軸織物層4内に同時に存在させ、かつ、このような4軸織物層4をプリプレグの積層体内においてより外層に近い位置に配置している。それにより、そのゴルフシャフトに設定した仕様において、バネ定数を大きく、かつ、1次、2次の振動モードでの損失係数を小さくして、スイング時のシャフトの挙動を感応できるようにし、いわゆる「弾き」感を感応できると同時に、より安定性のあるシャフトを製造することができる。
As described above, the
以下、本発明のゴルフシャフトの実施例1〜4、および比較例1について説明する。
各実施例で用いた4軸織物強化プリプレグ10の構成および比較例で用いた繊維強化樹脂プリプレグの積層条件を表1及び表2に示す。シャフトの長さはいずれも45インチ(1143mm)である。Hereinafter, Examples 1 to 4 and Comparative Example 1 of the golf shaft of the present invention will be described.
Tables 1 and 2 show the configuration of the four-axis fabric reinforced
図2に示す実施形態におけるプリプレグの積層構成を採用し、第1〜第5繊維強化樹脂プリプレグ11〜15、および、表1の実施例1の欄に示す構成の4軸織物プリプレグ10をマンドレル7に巻き付けて積層した。4軸織物強化プリプレグ10として、斜交軸糸43の強化繊維には、引張り弾性率;385GPaの炭素繊維を3000本収束した繊維を使用した。縦軸糸41および横軸糸42には、強化繊維として引張り弾性率;240GPaの炭素繊維を1000本収束した繊維を使用した。表1中、1000本の束を1Kで示す。
The laminated structure of the prepreg in the embodiment shown in FIG. 2 is adopted, and the first to fifth fiber reinforced
第1、第2繊維強化樹脂プリプレグ11、12としては、引張り弾性率;445GPaの炭素繊維に合成樹脂をその樹脂含有率が25wt%となるように含浸させたプリプレグを使用した。該プリプレグの成形後の厚みは0.061mmである。また、該プリプレグ11、12における強化繊維の配向角度は、シャフト長手方向に対してそれぞれ+45°及び−45°である。
As the first and second fiber reinforced
第3繊維強化樹脂プリプレグ13としては、強化繊維として引張り弾性率;240GPaの炭素繊維に、合成樹脂をその樹脂含有率が25wt%となるように含浸させたプリプレグを使用した。該プリプレグの成形後の厚みは0.045mmである。
As the third fiber reinforced
第4繊維強化樹脂プリプレグ14としては、強化繊維として引張り弾性率;300GPaの炭素繊維に、合成樹脂をその樹脂含有率が25wt%となるように含浸させたプリプレグを使用した。該プリプレグの成形後の厚みは0.081mmである。
As the fourth fiber reinforced
前記4軸織物強化プリプレグ10を積層体の最外層に配置してシャフトを形成した。また、そのシャフトの重量は63gとした。
(実施例2)
実施例1の4軸織物強化プリプレグ10の横軸糸42の強化繊維を、引張り弾性率;240GPaの炭素繊維を3000本収束した繊維に変更した。その他は実施例1と同一とした。The 4-axis fabric reinforced
(Example 2)
The reinforcing fiber of the
(実施例3)
実施例1の4軸織物強化プリプレグ10の横軸糸42の強化繊維を、引張り弾性率;385GPaの炭素繊維を3000本収束した繊維に変更した。その他は実施例1と同一とした。(Example 3)
The reinforcing fiber of the
(実施例4)
実施例1の4軸織物強化プリプレグ10の斜交軸糸43を、引張り弾性率;240GPaの炭素繊維を1000本収束した繊維に変更した。その他は実施例1と同一とした。
(比較例1)
実施例1から4軸織物層4をなくし、第4繊維強化樹脂プリプレグ14を変更した。4軸織物層4をなくすことで、実施例1〜4とEI値、シャフト重量、及び、外径が大きく異ならないようにするために、第4繊維強化樹脂プリプレグ14としては、強化繊維として引張り弾性率;300GPaの炭素繊維に、合成樹脂をその樹脂含有率が25wt%となるように含浸させたプリプレグを使用した。該プリプレグの成形後の厚みは0.081mmおよび0.101mmの2種類である。その他は実施例1から4と同一とした。(Example 4)
The
(Comparative Example 1)
The 4-axis fabric layer 4 was eliminated from Example 1, and the fourth fiber-reinforced
前記実施例1〜4、比較例1の各ゴルフシャフトについて後述する方法で振動減衰性、EI値、バネ定数の測定および評価を行った。各評価結果は表1および表2の下欄に記載している。また、官能テストのうち、安定性に関するテストについては表3に示す。 The golf shafts of Examples 1 to 4 and Comparative Example 1 were measured and evaluated for vibration damping, EI value, and spring constant by the methods described later. Each evaluation result is described in the lower column of Tables 1 and 2. In addition, among the sensory tests, tests relating to stability are shown in Table 3.
(振動減衰性の測定)
図4に示すように、振動減衰性は、ゴルフシャフト1の重心位置を加振器5に固定して、そのシャフト1を加振し、その振動伝達をシャフト1に取り付けられた加速度ピックアップ(図示略)で検出し、検出したデータから損失係数測定器6により、損失係数ηを算出した。一次及び二次の損失係数の算出には以下の式を使用した。ξは減衰率を示す。(Measurement of vibration damping)
As shown in FIG. 4, the vibration attenuating property is an acceleration pickup (illustrated) in which the position of the center of gravity of the
η=2ξ
(EI値(曲げ剛性値)の測定)
図5に示すように、財団法人製品安全協会(CONSUMER PRODUCT SAFETY ASSOCIATION) によって規定されたゴルフクラブ用シャフトの3点曲げ試験方法により、ゴルフシャフト1のグリップ端から200mm離れた位置で、シャフトをたわませて、そのたわみ量を測定した。図5に示すように、シャフト1は2つの支持体61、62によって支持された状態で、加圧部材63により加圧される。2つの支持体62の間のスパンはLで表され、加圧位置はそのスパンLの中間に設定される。従って、加圧位置から右側支持体61までの長さL1と、加圧位置から左側支持体62までの長さL2は等しい。η = 2ξ
(Measurement of EI value (bending stiffness value))
As shown in FIG. 5, the golf club shaft is tilted at a position 200 mm away from the grip end of the
そして、シャフト1の加圧時におけるたわみ量δ及び荷重Wの関係を示す以下の計算式により、曲げ剛性値、すなわち、EI値を求めた。
EI=W/δ x L3
(バネ定数の測定)
バネ定数の測定方法はゴルフクラブの認定基準及び基準確認方法(財団法人製品安全協会)のS型シャフトのへん平試験に準ずる。そのへん平試験法では、グリップ端から50mmの範囲において、負荷速度5mm/分で一定の荷重Pを加えた時、次式により、荷重Pとその時の変位量Δとからバネ定数Kが求められる。Then, the bending rigidity value, that is, the EI value was obtained by the following calculation formula showing the relationship between the deflection amount δ and the load W when the
EI = W / δ × L 3
(Measurement of spring constant)
The spring constant is measured in accordance with the golf club certification standard and the standard confirmation method (product safety association) S-type shaft flat test. In the flat test method, when a constant load P is applied at a load speed of 5 mm / min within a range of 50 mm from the grip end, the spring constant K is obtained from the load P and the displacement amount Δ at that time by the following equation. .
K=P/Δ
バネ定数Kは、シャフトの「安定感」及び「しっかり感」の指標として使用するために、測定した。
各種特性の測定結果については、表1及び表2に示されている。
実施例1〜4と比較例1とを比較すると、シャフトの曲げ剛性(EI値)、捩り剛性(トルク)、及び、重量が同程度である。尚、トルクはシャフトの先端及び後端を固定し、そのシャフトに対して1フィート(約0.3m)につき1ポンド(約0.45kg)のねじれ荷重を加えた時、シャフトがねじれた角度(゜)で表される。K = P / Δ
The spring constant K was measured for use as an indicator of shaft “stability” and “tightness”.
The measurement results of various characteristics are shown in Tables 1 and 2.
When Examples 1 to 4 and Comparative Example 1 are compared, the bending rigidity (EI value), torsional rigidity (torque), and weight of the shaft are comparable. The torque is fixed at the front and rear ends of the shaft, and when a twisting load of 1 pound (about 0.45 kg) per foot (about 0.3 m) is applied to the shaft, the angle at which the shaft is twisted ( (°).
(官能テスト)
各実施例及び各比較例のシャフトに、ヘッドとグリップを装着してゴルフクラブを製作した。そして、ゴルファー4人によりテストを行った。官能テストにより、「安定感」、「弾き」及び「粘り」について、試打による評価を行った。(Sensory test)
Golf clubs were manufactured by attaching heads and grips to the shafts of the examples and comparative examples. A test was conducted by four golfers. By the sensory test, “stability”, “play” and “stickiness” were evaluated by trial hits.
「弾き」及び「粘り」についての官能テストの結果、実施例3のシャフトについて、「弾く」「安定性がある」との、最も高い評価が得られ、次いで、実施例2,1,4、比較例1の順であった。つまり、4軸織物層4を有するシャフト、更には斜交軸糸及び横軸糸の強化繊維の引張り弾性率が高いシャフトの方が「弾き」感が向上した。 As a result of the sensory test on “bounce” and “stickiness”, the shaft of Example 3 obtained the highest evaluation of “bounce” and “stability”. The order was that of Comparative Example 1. That is, the shaft having the four-axis fabric layer 4 and the shaft having a higher tensile elastic modulus of the reinforcing fibers of the oblique axis yarn and the transverse axis yarn improved the “feel”.
次に、これらのシャフト重心に加振器を取り付け、振動特性(振動減衰)について調査した。実施例1−4及び比較例1のシャフトについては、重量、剛性共に同等であるため、固有振動数の差は認めらない。しかし、各振動モードでの減衰比を表す損失係数が異なることがわかる。振動減衰について、減衰比ζは以下の式で求めることができる。 Next, a vibrator was attached to the center of gravity of these shafts, and the vibration characteristics (vibration attenuation) were investigated. For the shafts of Examples 1-4 and Comparative Example 1, since the weight and rigidity are equal, no difference in natural frequency is recognized. However, it can be seen that the loss coefficient representing the damping ratio in each vibration mode is different. Regarding vibration damping, the damping ratio ζ can be obtained by the following equation.
ζ=c/2(mk)1/2
ここで、c は材料によって定まる減衰係数、mは重量、kは弾性率を示す。減衰比が小さいシャフトほど、より「弾く」という官能評価が高くなる。「弾き」がよいという官能評価を得るには、減衰比を小さくする必要があり、それは弾性率の高い材料を使用することで達成できる。ζ = c / 2 (mk) 1/2
Here, c is a damping coefficient determined by the material, m is weight, and k is an elastic modulus. The smaller the damping ratio, the higher the sensory evaluation of “playing”. In order to obtain a sensory evaluation that “playing” is good, it is necessary to reduce the damping ratio, which can be achieved by using a material having a high elastic modulus.
官能テストの内、「安定感」に関しては、実施例1〜4と比較例1の比較評価を行った。その結果を表3に示す。比較例1と比べて、フィーリングの最も良いものを1、良いもの2、どちらかといえばよいものを3、同等のものを4として評価をした。 Among the sensory tests, Examples 1 to 4 and Comparative Example 1 were evaluated for “stability”. The results are shown in Table 3. In comparison with Comparative Example 1, evaluation was performed with 1 being the best feeling, 2 being good, 3 being rather good, and 4 being equivalent.
本発明者は、スイングテンポはシャフトの最大たわみ量で表すことができるとの知見をもっている。すなわち、ヘッドスピードが速い、もしくはスイングテンポが速いと、スイング中にシャフトにかかる曲げモーメントが増大し、その結果、シャフトのしなり量が増え、スイングテンポが速い人ほどしなり量を少なくするために、かたいシャフトが必要であると考えている。これを判別する装置として、本発明者らは特許3061640(WO96/11726)を発明した。 The inventor has the knowledge that the swing tempo can be expressed by the maximum amount of deflection of the shaft. That is, if the head speed is fast or the swing tempo is fast, the bending moment applied to the shaft during the swing increases, and as a result, the amount of bending of the shaft increases, and the faster the swing tempo, the less the amount of bending. In addition, I think that a hard shaft is necessary. As an apparatus for discriminating this, the present inventors invented Japanese Patent No. 3061640 (WO96 / 11726).
以上の結果から、シャフトのしなりだけでなく、バネ定数に関しても安定性に影響することがわかる。よって、「弾き」が良く、より安定感のあるシャフトを得るには、曲げ振動減衰を小さくし、かつ、バネ定数を、ゴルファーの力量に応じて設定する必要がある。
From the above results, it can be seen that not only the bending of the shaft but also the spring constant affects the stability. Therefore, in order to obtain a shaft with good “playing” and a more stable feeling, it is necessary to reduce the bending vibration attenuation and set the spring constant according to the golfer's ability.
Claims (7)
A golf club comprising the golf shaft according to any one of claims 1 to 6, wherein a head is attached to a tip of the golf shaft, and a grip is attached to a rear end thereof.
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