JP2005095246A - ゴルフクラブヘッドおよびゴルフクラブ - Google Patents

Abstract

【課題】飛距離等の打撃性能および強度等を維持しつつ、フェース部の質量を軽量化し、更に打撃時における主に打撃音による打感も優れたゴルフクラブヘッドおよびゴルフクラブを提供する。
【解決手段】本発明のゴルフクラブヘッドは、ゴルフボールを打撃するフェース面を備えるフェース部を有するものである。このゴルフクラブヘッドは、フェース部のうち、少なくともゴルフボールを打撃する前記フェース面の打撃部は、金属層と繊維強化プラスチック層とが積層された積層構造を有する積層構造体で構成され、フェース面の打撃部の前記ゴルフボールと直接接触する表面部は、金属層により構成されている。この繊維強化プラスチック層および金属層の少なくとも一方は、複数層設けられ、各金属層または繊維強化プラスチック層は、それぞれ引張強度が異なり、前記金属層が複数層設けられる場合、前記金属層のうち、引張強度が最も高いものが前記表面部に配置されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、飛距離等の打撃性能および強度等を維持しつつ、フェース部の質量を軽量化し、更に打撃時における主に打撃音による打感も改善したゴルフクラブヘッドおよびゴルフクラブに関するものである。

近年、ゴルフクラブヘッドにおいては、金属層と、繊維強化プラスチック（以下、ＦＲＰという）層とが積層された積層板またはＦＲＰ板をフェース部に用いたものが種々提案されている（特許文献１および特許文献２等参照）。

特許文献１のゴルフクラブヘッドは、フェースの少なくとも一部または全部に、金属箔層が積層された１層または複数層の複合層からなるフェース成形物が一体に設けられているものである。
このフェース成形物は、金属箔層の少なくとも一側に、樹脂フィルムを介して、樹脂板または繊維強化複合材料からなる樹脂層が一体に接合された複合層を１層または複数層、積層して構成されるものである。また、特許文献１のゴルフクラブヘッドにおいては、金属箔層として、厚さが５〜５０μｍの種々の金属製箔が使用される。
特許文献１のゴルフクラブヘッドは、このフェース成形物を設けることにより、耐摩耗性に優れ、衝撃強度等の機械的強度も優れており、更には、使用時の感触および美観的にも優れたゴルフクラブを得ることができる。

また、特許文献２には、フェース部に、金属薄板と高弾性ファイバとが積層された複合材料を用いた中空のゴルフクラブヘッドが開示されている。
このゴルフクラブヘッドによれば、金属薄板の板厚を薄くしても、金属薄板が高弾性ファイバにより補強されているので、塑性変形することがない。このため、ヘッドスピードが速いゴルファでも十分使用することができる。さらに、フェース部を構成する複合材料の金属薄板をかなり薄くして撓み易くした場合には、ヘッドスピードが遅いゴルファでも、打撃したゴルフボールの初速が速くなるとともに、パックスピン量が多くなり、また打出し角度も大きくなる。これにより、飛距離が増す。
この特許文献２に開示されたゴルフクラブヘッドにおいては、金属薄板として、厚さが０．１〜１．０ｍｍのチタン合金板が用いられる。

特開平６−１６５８４２号公報 特開２００３−１０２８７８号公報

しかしながら、上述の特許文献１および特許文献２に開示されたゴルフクラブヘッドは、いずれも飛距離および耐久性等の打撃性能ならびに打撃時に手に伝わる感触を改善するものであり、飛距離等の打撃性能を維持し、フェース部の質量を軽量化し、更にゴルフクラブヘッドの打撃時の打撃音を改善するものではない。

本発明の目的は、前記従来技術に基づく問題点を解消し、飛距離等の打撃性能および強度等を維持しつつ、フェース部の質量を軽量化し、更に打撃時における主に打撃音による打感も優れたゴルフクラブヘッドおよびゴルフクラブを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の第１の態様は、ゴルフボールを打撃するフェース面を備えるフェース部を有するゴルフクラブヘッドであって、前記フェース部のうち、少なくとも前記ゴルフボールを打撃する前記フェース面の打撃部は、金属層と繊維強化プラスチック層とが積層された積層構造を有する積層構造体で構成され、前記フェース面の打撃部の前記ゴルフボールと直接接触する表面部は、金属層により構成されており、前記繊維強化プラスチック層および前記金属層の少なくとも一方は、複数層設けられ、各金属層または繊維強化プラスチック層は、それぞれ引張強度が異なり、前記金属層が複数層設けられる場合、前記金属層のうち、引張強度が最も高いものが前記表面部に配置されていることを特徴とするゴルフクラブヘッドを提供するものである。

本発明において、前記フェース部は、前記フェース面の厚さ方向における中心軸から打撃部に向かう第１の方向および前記中心軸から裏面に向かう第２の方向の少なくとも一方の方向に向かうに伴い段階的に引張強度が高い前記金属層および前記繊維強化プラスチック層の少なくとも一方が配置されていることが好ましい。

また、本発明において、前記表面部を構成する金属層は、その厚さが金属層の中で最も厚いことが好ましい。

さらに、本発明において、前記積層構造体における繊維強化プラスチック層は、前記表面部から裏面に向かうに伴い段階的に厚さが増加していることが好ましい。

また、さらに、本発明において、前記フェース部の裏面は、繊維強化プラスチック層により構成されていることが好ましい。

本発明において、前記金属層は、その厚さが０．０５〜２．０ｍｍであることが好ましい。
本発明において、前記フェース部を構成する積層構造体は、前記金属層および前記繊維強化プラスチック層が合計で少なくとも３層積層されていることが好ましい。

本発明において、前記フェース部の積層構造体は、前記フェース面の中心位置から半径１５ｍｍの領域に設けられており、その比重が１．８〜８．５であることが好ましい。
本発明において、前記フェース部の積層構造体は、前記フェース面の中心位置から半径１５ｍｍの領域に設けられており、その厚さが２．０〜５．０ｍｍであることが好ましい。
本発明において、前記フェース部の積層構造体は、前記フェース面の中心位置から半径１５ｍｍの領域に設けられており、そのヤング率が４０〜２１０ＧＰａであることが好ましい。

また、本発明の第２の態様は、上記本発明のゴルフクラブヘッドを有することを特徴とするゴルフクラブを提供するものである。

本発明のゴルフクラブヘッドおよびゴルフクラブは、少なくともゴルフボールを打撃するフェース部のフェース面の打撃部を、金属層と繊維強化プラスチック層とが積層された積層構造を有する積層構造体で構成し、このフェース部のゴルフボールと直接接触する表面部を金属層とし、さらに、この表面部を引張強度が最も高いものとすることにより、飛距離等の打撃性能および耐久性等の強度を維持しつつ、フェース部の質量を軽量化することができる。さらに、本発明においては、フェース部を金属層と繊維強化プラスチック層とを積層した積層構造体とすることにより、主に打撃音による打感を改善することもできる。

以下に、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて、本発明のゴルフクラブヘッドおよびゴルフクラブを詳細に説明する。

図１は、本発明の第１の実施形態に係るゴルフクラブを示す分解斜視図である。図２は、図１に示すゴルフクラブヘッドの正面図である。
図１に示すように、ゴルフクラブ１０は、ゴルフクラブヘッド２０と、ゴルフクラブシャフト４０とを有する。
ゴルフクラブヘッド２０は、フェース部２２、ソール部２４、クラウン部２６、側壁部２８およびホーゼル部３０を有する。本実施形態のゴルフクラブヘッド２０では、フェース部２２、ソール部２４、クラウン部２６および側壁部２８は、それぞれ板状に成形されており、これらの部材が相互に接合されて外殻構造を構成している。

フェース部２２は、その表面がゴルフボールを打撃するフェース面２３となるものであり、このフェース面２３のうち、少なくともゴルフボールと直接接触する打撃部の表面部には、金属層とＦＲＰ層との積層構造体が配置されている。この積層構造体は、金属層とＦＲＰ層とが、合計で少なくとも３層積層された積層構造を有するものである。本発明において、金属層およびＦＲＰ層の少なくとも一方が複数層設けられていればよい。
このフェース面２３の打撃部の表面部は、後述するように、ゴルフボールと直接接触し、金属層により構成されている。また、この表面部の金属層には、ヒールからトウに向かう方向に伸びたスコアラインＬが、例えば３本平行に形成されている。

この積層構造体については、以下に詳細に説明する。
図３は、図１のＡ−Ａ線による断面図であり、図４は、図３に示すフェース部の部分拡大図である。なお、図３に示す符号５２は、金属層とＦＲＰ層とが積層されたものをまとめて示す複合構造体であり、その表面に金属層５０が形成されてフェース部２０が構成されている。

更に詳細に説明すると、図４に示すように、フェース部２２は、金属層５０、６２ａ、６２ｂと、ＦＲＰ層６０ａ〜６０ｃとの積層構造体からなる。本実施形態においては、金属層５０、６２ａ、６２ｂが３層、ＦＲＰ層６０ａ〜６０ｃが３層の合計６層である。ゴルフボールが打撃されるフェース面２３（表面部）は、金属層５０により構成されている。また、裏面２５は、ＦＲＰ層６０ｃにより構成されている。
なお、図４に、符号Ｃで示す線は、フェース部２２の厚さＴ方向における中立軸（中心軸）を示すものであり、フェース面２３にゴルフボールが衝突してフェース部２２が変形した場合にも、応力が０であるところである。すなわち、中立軸Ｃとは、フェース部２２に曲げ応力が発生した場合にも、圧縮応力および引張応力が発生しない軸のことである。
また、中立軸Ｃからフェース面２３に向かう方向を第１の方向Ｆとし、中立軸Ｃから裏面２５に向かう方向を第２の方向Ｒとする。また、本発明においては、金属層とＦＲＰ層との積層数は、コストおよび製造工程の煩雑さの程度から１４層をその上限とする。

図４に示すフェース部２２において、各金属層５０、６２ａ、６２ｂは、いずれも引張強度が異なるものである。本実施形態において、金属層５０が最も引張強度が高く、次に引張強度が高いものは金属層６２ｂであり、最も引張強度が低いものは金属層６２ａである。
また、各ＦＲＰ層６０ａ〜６０ｃも、いずれも引張強度が異なるものである。本実施形態において、ＦＲＰ層６０ｃが最も引張強度が高く、次に引張強度が高いものはＦＲＰ層６０ｂであり、引張強度が最も低いものはＦＲＰ層６０ｃである。
本実施形態においては、引張強度が最大の金属層５０がフェース面２３に配置されている。さらに、中立軸Ｃから第１の方向Ｆおよび第２の方向Ｒに向かうに伴い、金属層６２ａ、６２ｂおよびＦＲＰ層６０ａ、６０ｂ、６０ｃともに引張強度が高いものが配置されている。

ここで、フェース部２２にゴルフボールが衝突した際には、フェース面２３に圧縮応力が生じ、その反対側の裏面２５には引張応力が生じる。このため本実施形態のフェース部２２の構成によれば、フェース面２３に最も引張強度が高い金属層５０を用い、裏面２５に最も引張強度が高いＦＲＰ層６０ｃを設けることにより、応力を受けない中立軸Ｃの近傍に設けられる層について、その強度を小さくできるので、フェース面２３および裏面２５のいずれの変形に対しても十分な強度を確保することができる。特に、ＦＲＰ層は、引張応力が高いので、裏面に配置することは、特に好ましい。

このように、本実施形態においては、フェース部２２の中立軸Ｃ近傍に配置される金属層またはＦＲＰ層よりも第１の方向Ｆおよび第２の方向Ｒに向かうに伴い、その引張強度を高い金属層またはＦＲＰ層を配置して、フェース部２２において、中立軸Ｃを境界にして配置される金属層またはＦＲＰ層の引張強度を段階的に増加させることにより、強度が要求される部位に対して必要な強度が得られるため、フェース部２２に要求される強度を維持しつつ、フェース部２２の質量を軽量化することができる。

また、本実施形態においては、フェース面２３を構成する金属層５０の厚さＴｓが他の金属層６２ａ、６２ｂの厚さＴｍを含めて最も厚いことが好ましい。これにより、圧縮応力を受けるフェース面２３の強度を更に高くすることができる。
また、フェース部２２において、ＦＲＰ層６０ａ〜６０ｃの厚さは、特に限定されるものではない。例えば、第１の方向Ｆおよび第２の方向Ｒの少なくとも一方の方向に段階的に厚さが増加していることが好ましい。特に、ＦＲＰ層６０ａ〜６０ｃの厚さは、第２の方向Ｒ側に向かうに伴い増加していることが好ましい。これにより、中立軸Ｃを境界にして引張応力をうける裏面２５側に十分な強度を確保することができる。

なお、本発明においては、各金属層５０、６２ａ、６２ｂについて、それぞれ引張強度が異なるものとしたが、本発明は、これに限定されるものではなく、フェース面を構成する金属層が最大引張強度であれば、他の金属層については、配置される位置によらず、引張強度が同じであってもよい。
さらに、本発明においては、各ＦＲＰ層６０ａ、６０ｂ、６０ｃについても、それぞれ引張強度が異なるものとしたが、本発明は、これに限定されるものではなく、各ＦＲＰ層６０ａ、６０ｂ、６０ｃは、引張強度が同じであってもよい。

また、本発明においては、フェース部２２の金属層５０の厚さＴｓおよび金属層６２ａ、６２ｂの厚さＴｍは、飛距離などの打撃性能および強度などを十分に維持するためには、０．０５〜２．０ｍｍであることが好ましい。

また、本実施形態のフェース部２２を構成する積層構造体の金属層およびＦＲＰ層の材質は、特に限定されるものではない。
金属層としては、例えば、ステンレス鋼、マルエージ鋼、鉄、アルミニウム、チタン、チタン合金、銅、黄銅、ニッケル、ニクロム、錫、鉛、マグネシウム、金、銀、白金、およびその他種々の金属及び合金などにより構成されるものが例示される。
上述のステンレス鋼としては、例えば、日新製鋼社製、ＮＳＳＨＴ１７７０（商品名（組成：Ｆｅ−０．０４Ｃ−１．５Ｓｉ−０．３Ｍｎ−０．０３Ｐ−０．００４Ｓ−７．２Ｎｉ−１４．７Ｃｒ−０．７Ｃｕ−０，４Ｔｉ−０．００９Ｎ））が例示される。
また、上述のマルエージ鋼としては、例えば、日立金属社製、ＹＡＧ２５０（商品名（組成：Ｆｅ−１８Ｎｉ−８Ｃｏ−５Ｍｏ−０．４Ｔｉ−０．１Ａｌ））、ＹＡＧ３００（商品名（組成：Ｆｅ−１８Ｎｉ−９Ｃｏ−５Ｍｏ−０．９Ｔｉ−０．１Ａｌ））、およびＹＡＧ３５０（商品名（組成：Ｆｅ−１８Ｎｉ−１２Ｃｏ−４Ｍｏ−１．７Ｔｉ−０．１Ａｌ））が例示される。
さらに、上述のチタン合金としては、神戸製鋼所社製、ＴＶＣ（商品名（組成：Ｔｉ−１３Ｖ−１１Ｃｒ−３Ａｌ））、およびＪＦＥホールディング社製（旧 日本鋼管社製）、ＳＰ７００（商品名（組成：Ｔｉ−４．５Ａｌ−３Ｖ−２Ｍｏ−２Ｆｅ））が例示される。
本実施形態の金属層は、引張強度が３００ＭＰａ以上、かつ比重が１．８以上であることが好ましい。

また、本実施形態のＦＲＰ層は、強化繊維によりマトリクス樹脂を強化されたものである。この強化繊維としては、例えば、炭素繊維、ボロン繊維、ガラス繊維、アルミナ繊維、炭化珪素繊維、および窒化珪素繊維などの無機繊維、アラミド繊維、ポリアリレ−ト繊維、ポリエチレン繊維、およびポリエステル繊維などの有機繊維、またはチタン繊維、アモルファス繊維、およびステンレス鋼繊維などの金属繊維が例示される。また、強化繊維としては、先の例示したものの中から、複数種を選択し、それを強化繊維として用いてもよい。また、強化繊維の配向については、特に限定されるものではく、一方向に整列して配置するか、またはクロス（織布）の状態で使用してもよい。更に、これらの強化繊維またはクロスが１または複数（層）重ねて設けられたものであっても、本発明においては、１層のＦＲＰ層とする。
また、ＦＲＰ層の強化繊維としては、例えば、繊維単体の０度方向の引張強度が２５００ＭＰａ以上、かつ比重が２．６以下であることが好ましい。

また、マトリクス樹脂としては、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、およびフェノール樹脂などの熱硬化性マトリクス樹脂が例示される。

なお、マトリクス樹脂としては、エポキシ樹脂が好ましい。このマトリクス樹脂としては、例えば、グリシジルエーテル系エポキシ樹脂（ビスフェノールＡ、Ｆ、Ｓ系エポキシ樹脂、ノボラック系エポキシ樹脂、臭素化ビスフェノールＡ系エポキシ樹脂）、環式脂肪族エポキシ樹脂、グリシジルエステル系エポキシ樹脂、テトラグリシジルジアミノジフェニルメタンまたはトリグリシジル−ｐ−アミノフェノールなどのグリシジルアミン系エポキシ樹脂、および複素環式エポキシ樹脂が例示される。さらに、マトリクス樹脂としては、これらの他種々のエポキシ樹脂から選択される１種又は複数種を使用することもできる。本実施形態におけるマトリクス樹脂としては、特に、ビスフェノールＡ、Ｆ、Ｓグリシジルアミン系エポキシ樹脂が好適である。

また、硬化剤としては、アミン系硬化剤、例えば、ジシアンジアミド（ＤＩＣＹ）、ジアミノジフェニルスルフォン（ＤＤＳ）、ジアミノジフェニルメタン（ＤＤＭ）；酸無水物系、例えばヘキサヒドロ無水フタル酸（ＨＨＰＡ）、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸（ＭＨＨＰＡ）などが例示される。硬化剤としては、特に、アミン系硬化剤を好適に使用することができる。

なお、ＦＲＰ層には、プリプレグを用いることもできる。このプリプレグとしては、例えば、東レ社製のＰ３２５１Ｓ−１５（商品名） ＵＤプリプレグ、または東レ社製のＦ６３４３Ｂ−０５Ｐ（商品名） クロスプリプレグが例示される。

さらに、本実施形態のゴルフクラブヘッド１０におけるフェース部２２を構成する積層構造体は、金属層とＦＲＰ層との境界に樹脂フィルムを設けるか、または接着剤を塗布してもよい。この場合、接着剤の接着層の厚さは、０．０２〜０．２ｍｍとすることが好ましい。

また、樹脂フィルムとしては、例えば、ポリウレタン樹脂、ナイロン樹脂、変性ナイロン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、エチルセルロース樹脂、および酢酸セルロース樹脂などの熱可塑性樹脂フィルムが例示される。

なお、この樹脂フィルムは、プリプレグのマトリクス樹脂との相溶性の高いものを使用することが好ましい。例えば、マトリクス樹脂にエポキシ系樹脂などを使用した場合には、樹脂フィルムとしては、ポリウレタン樹脂、変性ナイロン樹脂フィルムなどが好適である。この樹脂フィルムの厚さは、０．０２〜０．２ｍｍとすることが好ましい。

また、本発明のゴルフクラブヘッドにおいては、フェース部２２のフェース面２３の中心位置から半径１５ｍｍの領域に積層構造体が設けられている。この積層構造体の比重は、飛距離などの打撃性能および強度などを十分に維持するためには、１．８〜８．５であることが好ましい。更に好ましくは、この積層構造体の比重は、１．８〜５．０である。

さらに、本発明のゴルフクラブヘッドにおいては、フェース部２２のフェース面２３の中心位置から半径１５ｍｍの領域に積層構造体が設けられている。このフェース部２２（積層構造体）の厚さＴ（図４参照）は飛距離などの打撃性能および強度などを十分に維持するためには、２．０〜５．０ｍｍであることが好ましい。

さらに、本発明のゴルフクラブヘッドにおいては、フェース部２２のフェース面２３の中心位置から半径１５ｍｍの領域に積層構造体が設けられている。この積層構造体のヤング率は、飛距離などの打撃性能および強度などを十分に維持するためには、４０〜２１０ＧＰａであることが好ましい。

ここで、本実施形態において、フェース部２２のフェース面２３の中心とは、特開２００１−２４６０２３号公報に開示された方法により測定されたものである。以下、フェース部２２のフェース面２３の中心を測定する方法について説明する。

このフェース部２２のフェース面２３の中心の測定方法は、上部に中心測定対象物（ゴルフクラブヘッド）を支持する支持部を備えた中心測定器によって求められる。中心測定器は、この支持部が測定対象物を平衡に支持する測定対象物の位置を知ることができるものである。すなわち、中心の測定方法は、ゴルフクラブヘッドを、支持部に載せ、手を放しても落ちない平衡な位置を探しだすものである。

なお、支持部は平面または３点以上で支持する形態であることが好ましい。また、支持部の面積は、１５ｍｍ²以下であることが好ましい。また、支持部の面積の下限はゴルフクラブヘッドが支えられる限り特に限定されるものではない。支持部の面積は、平面であれば平面部分の面積、３点以上で支持する形態であれば各点を結んだ図形の面積によって示される。このように、支持部の面積を上記の範囲に設定することによって、より正確に中心を求めることができる。
本実施形態においては、このようにして測定して特定された中心の位置をゴルフクラブヘッドの中心位置という。

また、図１に示すように、ホーゼル部３０は、ゴルフクラブシャフト４０をゴルフクラブヘッド２０に固定するものであり、クラウン部２６に設けられる。このホーゼル部３０には、ゴルフクラブシャフト４０が挿入される開口部３２が設けられている。ゴルフクラブシャフト４０は、ゴルフクラブヘッド２０にソケット４２を介して固定される。このソケット４２には、ゴルフクラブシャフト４０を挿通可能な開口部４４が設けられている。

本実施形態においては、上述の如く、フェース部２２について、ゴルフボールを打撃する際の衝撃に対して十分な強度を得ることができるとともに、フェース部２２の質量も軽量化することができる。このため、ゴルフクラブヘッドの設計自由度が増し、さらにバランスが優れたものを作製することができるので、飛距離を向上させることができる。加えて、フェース部２２を金属層とＦＲＰ層との積層構造としているので、打撃音によりゴルファが感じる打感も改善することができる。このように、本実施形態のゴルフクラブヘッドは、打撃性能および強度等を維持しつつ、打撃時における打撃音による打感が優れたものを得ることができる。

また、本実施形態において、引張強度が異なるとは、金属層およびＦＲＰ層共に、引張強度を比較した場合、引張強度が高いものの値が、引張強度が小さいものの値よりも３％以上高いことをいう。
例えば、材料Ａ（引張強度＝９００ＭＰａ）と材料Ｂ（引張強度＝９３０ＭＰａ）とを比較した場合、材料Ａの引張強度の３％は、９００×０．０３＝２７ＭＰａである。材料Ａの引張強度を３％増加させると、９００＋２７＝９２７ＭＰａとなる。よって、材料Ｂ（引張強度＝９３０ＭＰａ）が材料Ａ（引張強度＝９００ＭＰａ）よりも引張強度が３％以上高いので、材料Ａと材料Ｂとは引張強度が異なるものという。
また、本発明における引張強度とは、最大引張強度のことであり、サンプル数ｎが３〜１０の平均値として与えられるものである。

さらに、本実施形態において、ヤング率が異なるとは、金属層およびＦＲＰ層共に、ヤング率を比較した場合、ヤング率が高いものの値が、ヤング率が小さいものの値よりも３％以上高いことをいう。
例えば、材料Ｃ（ヤング率＝１００ＧＰａ）と材料Ｄ（ヤング率＝１０５ＧＰａ）とを比較した場合、材料Ｃのヤング率の３％は、１００×０．０３＝３ＧＰａである。材料Ｃのヤング率を３％増加させると、１００＋３＝１０３ＧＰａとなる。よって、材料Ｄ（ヤング率＝１０５ＧＰａ）が材料Ｃ（ヤング率＝１００ＧＰａ）よりもヤング率が３％以上高いので、材料Ｃと材料Ｄとはヤング率が異なるものという。
なお、このヤング率は、サンプル数ｎが３〜１０の平均値として与えられるものである。

さらに、本実施形態においては、フェース部は、積層数が少なくとも３層であり、その上限は１４層と少ないので、積層構造体の欠陥を少なくすることができるため、層間剥離強度を向上させることができる。また、ゴルフボールと直接接触する部分は、金属層なので、フェース面の耐摩耗性も高い。このようなことから、本実施形態のゴルフクラブヘッドは、高強度なので耐久性が高く、低弾性なので高反発となり、さらに低比重なので、更に軽量化が可能となる。このため、設計自由度が高くなり、飛距離も向上させることができる。
また、本実施例のゴルフクラブヘッドを用いたゴルフクラブについても同様の効果を得ることができる。

次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
図５は、本発明の第２の実施形態に係るゴルフクラブヘッドを示す断面図である。なお、本実施形態においては、図１乃至図４に示す第１の実施形態のゴルフクラブヘッドと同一構成物には、同一符号を付してその詳細な説明は省略する。
図５に示すように、本実施形態のゴルフクラブヘッド２０ａにおいては、第１の実施形態のゴルフクラブヘッド２０と比較して、クラウン部２６ａが、第１の実施形態のフェース部２２に用いられている積層構造体で形成されている点が異なり、それ以外の構成は、第１の実施形態のゴルフクラブヘッド２０と同様である。このような構成とすることにより、打撃音を調整することができる。さらには、クラウン部２６ａは、ＦＲＰだけで構成することもできる。

また、本実施形態のゴルフクラブヘッド２０ａにおいては、第１の実施形態のゴルフクラブヘッド２０と共通する構成物の数値限定についても同様であるので、その詳細な説明は省略する。

本実施形態においてゴルフクラブヘッド２０ａは、クラウン部２６ａを積層構造体で構成したが、本発明は、これに限定されるものではない。クラウン部以外にもソール部または側壁部（サイド部）を積層構造体としてもよい。さらには、クラウン部およびソール部、またはクラウン部、ソール部および側壁部（サイド部）を積層構造体としてもよい。また、クラウン部およびソール部の少なくとも一方を積層構造体としたが、本発明は、これに限定されるものではなく、ＦＲＰだけで構成するようにしてもよい。なお、本実施形態の積層構造体は、第１の実施形態の積層構造体を用いることができることはいうまでない。

なお、図６は、本発明の第２の実施形態に係るゴルフクラブヘッドの変形例を示す断面図である。図６に示すように、ゴルフクラブヘッド２０ｂは、ＦＲＰ層または、上述に示すようなフェース部を構成するＦＲＰ層と金属層との積層構造体とからなる補強部材９０、９２を設ける構成にしてもよい。補強部材９０、９２は、クラウン部２６ａの接合強度を向上させるために用いるものである。この補強部材９０、９２は、接合強度に応じて、クラウン部２６ａの内縁部の一部または全部に設けられる。各補強部材９０、９２は、同じ素材からなるものであってもよいし、別の素材からなるものでもよい。さらには、クラウン部２６ａ、および各補強部材９０、９２は、ＦＲＰだけで構成することもできる。

次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
図７は、本発明の第３の実施形態に係るゴルフクラブヘッドを示す断面図である。なお、本実施形態においては、図１乃至図４に示す第１の実施形態のゴルフクラブヘッドと同一構成物には、同一符号を付してその詳細な説明は省略する。
図７に示すように、本実施形態のゴルフクラブヘッド２０ｃは、第１の実施形態のゴルフクラブヘッド２０と比較して、フェース部２２を構成する積層構造体の裏面２５が金属層５４で構成されている点が異なり、それ以外の構成は、第１の実施形態のゴルフクラブヘッドと同様であるので、その詳細な説明は省略する。
上述の如く、フェース部２２の裏面２５をＦＲＰ層で構成することは有効であるが金属層５４を配置しても第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。

また、本実施形態のゴルフクラブヘッド２０ｃにおいては、第１の実施形態のゴルフクラブヘッド２０と共通する構成物の数値限定についても同様であるので、その詳細な説明は省略する。
また、本実施形態においても、第２の実施形態と同様にフェース部２２以外にも積層構造体を適用できることは言うまでもない。さらに、その積層構造体の構成についても、第２の実施形態と同様にすることができる。この場合、第２の実施形態のゴルフクラブヘッドと同様の効果を得ることができる。

次に、本発明の第４の実施形態について説明する。
図８は、本発明の第４の実施形態に係るゴルフクラブヘッドを示す断面図である。なお、本実施形態においては、図１乃至図４に示す第１の実施形態のゴルフクラブヘッドと同一構成物には、同一符号を付してその詳細な説明は省略する。
図８に示すように、本実施形態のゴルフクラブヘッド２１は、第１の実施形態のゴルフクラブヘッド２０と比較して、その形状がアイアンタイプである点が異なり、それ以外の構成は、第１の実施形態のゴルフクラブヘッド２０と同様の構成であるので、その詳細な説明は省略する。この場合においても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。

また、本実施形態のゴルフクラブヘッド２１においては、第１の実施形態のゴルフクラブヘッド２０と共通する構成物の数値限定についても同様であるので、その詳細な説明は省略する。

次に、本発明の第５の実施形態について説明する。
図９は、本発明の第５の実施形態に係るゴルフクラブを示す平面図である。図１０は、図９のＢ−Ｂ線による断面図である。なお、本実施形態においては、図１乃至図４に示す第１の実施形態のゴルフクラブヘッドと同一構成物には、同一符号を付してその詳細な説明は省略する。

本実施形態のゴルフクラブ１２は、第１の実施形態のゴルフクラブ１０（図１参照）に比して、ゴルフクラブヘッド２１ａが、フェース部２２、ソール部２４ａ、上部２７およびホーゼル部３０を有し、一般的にアイアンと呼ばれる種類のヘッドである点が異なり、それ以外の構成は、第１の実施形態のゴルフクラブ１０と同様であるので、その詳細な説明は省略する。

本実施形態のゴルフクラブヘッド２１ａにおいても、フェース部２２は、金属層とＦＲＰ層とが積層されてなる積層構造体を有するものであり、ソール部２４および上部２７は、金属材料からなるものである。これらのフェース部２２、ソール部２４および上部２７が相互に接合されて非中空構造を構成する。

本実施形態においても、フェース部２２のフェース面２３には、ヒールからトウ方向に伸びたスコアラインＬが、例えば、３本平行に形成されている。このスコアラインＬは、金属層５０だけに形成されるものである。

また、本実施形態のゴルフクラブヘッド２１においては、第１の実施形態のゴルフクラブヘッド２０と共通する構成物の数値限定についても同様であるので、その詳細な説明は省略する。本実施形態のゴルフクラブ１２も第１の実施形態のゴルフクラブ１０と同様の効果を奏する。

次に、本発明の第６の実施形態について説明する。
図１１は、本発明の第６の実施形態に係るゴルフクラブヘッドを示す断面図である。なお、本実施形態においては、図９および図１０に示す第５の実施形態のゴルフクラブヘッドと同一構成物には、同一符号を付してその詳細な説明は省略する。
図１１に示すように、本実施形態のゴルフクラブヘッド２１ｂは、第５の実施形態のゴルフクラブヘッド２１ａと比較して、フェース部２２を構成する積層構造体の裏面２５が金属層５４で構成されている点が異なり、それ以外の構成は、第５の実施形態のゴルフクラブヘッド２１ａと同様であるので、その詳細な説明は省略する。
上述の第１の実施形態で説明したように、フェース部２２の裏面２５をＦＲＰ層で構成することは有効である。しかし、金属層５４を配置しても第５の実施形態と同様の効果を得ることができる。

また、本実施形態のゴルフクラブヘッド２１ｂにおいても、第１の実施形態のゴルフクラブヘッド２０と共通する構成物の数値限定についても同様であるので、その詳細な説明は省略する。本実施形態のゴルフクラブヘッド２１ｂも、第１の実施形態のゴルフクラブヘッドと同様の効果を奏することができる。

また、上述の実施形態のゴルフクラブヘッドを用いたゴルフクラブについても、上述のゴルフクラブヘッドの実施形態と同様の効果を得ることができることはいうまでもない。

本発明は、基本的に以上のようなものである。以上、本発明のゴルフクラブヘッドおよびゴルフクラブについて詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良または変更をしてもよいのはもちろんである。

以下、本発明のゴルフクラブヘッドの実施例について、本発明の範囲から外れる比較例と比較して具体的に説明する。
本実施例においては、下記表１および表２に示す構成を有する実施例１〜実施例１２および比較例１〜比較例４について、フェース面摩耗、打感、強度、反発性、設計自由度および飛距離を評価項目として、評価を行った。各項目の評価結果を下記表３に示す。

また、本実施例においては、図１２に示すフェース部２２ａの構成のものを用いた。図１２に示すように、本実施例のゴルフクラブヘッドのフェース部２２ａは、最表面７０、第２表面７２、第１表面７４、中心部７６、第１裏面７８、第２裏面８０、および最裏面８２の最大７層の積層構造を有するものを用いた。なお、符号Ｃは、中立軸を示すものである。上述の如く、中立軸Ｃとは、フェース部２２に曲げ応力が発生した場合にも、圧縮応力および引張応力が発生しない軸のことである。
また、下記表１に示す「−」は、層を設けていないことを示す。さらに、下記表２に示すフェース厚さは、図１３に示す符号ｔに相当する。

本実施例においては、下記表３に示す各評価項目は、比較例１を基準（１００）として、その相対的な数値で評価した。ここで、図１３は、比較例１のゴルフクラブヘッドの断面図である。
図１３に示すように、比較例１のゴルフクラブヘッド１００は、フェース部２２、ソール部２４、およびクラウン部２６が一体的にＴｉ合金により構成されるものであり、フェース部２２の厚さｔが２．８ｍｍである。

なお、本実施例においては、横浜ゴム株式会社製 ＴＲＸ−ＤＵＯ Ｍ４０（商品名）用のゴルフクラブシャフトを各ゴルフクラブヘッドに取り付けてゴルフクラブを作製し、以下に示す試験を行った。このゴルフクラブの長さは、４５インチである。
また、本実施例の各試験は、特に断りがないかぎり、ゴルフボールには、横浜ゴム社製
ＴＲＸ（商品名）ボールを用いた。

また、下記表１の「フェース部の材質」の「最表面」および「最裏面」の欄に示す「Ｔｉ合金」の組成は、Ｔｉ−１５Ｍｏ−５Ｚｒ−３Ａｌであり、その最大引張強度は１２４０ＭＰａである。さらに、それ以外の下記表１に示す「Ｔｉ合金」の組成は、Ｔｉ−１５Ｖ−３Ｃｒ−３Ａｌ−３Ｓｎであり、その最大引張強度は９８０ＭＰａである。
また、下記表１の「フェース部の材質」に示す「マルエージ鋼」は、Ｎｉマルエージ鋼（商品名：ＹＡＧ３００）であり、その最大引張強度は２０１０ＭＰａである。
さらに、下記表１の「フェース部の材質」に示す「Ａｌ合金」は、高強度アルミニウム合金（商品名：ＭＥＳＯ１０）であり、その最大引張強度は７５０ＭＰａである。
なお、下記表１に示す比較例２における「Ｔｉ合金」の組成は、全てＴｉ−１５Ｖ−３Ｃｒ−３Ａｌ−３Ｓｎであり、その最大引張強度は９８０ＭＰａである。

また、下記表１に示す「ＡＦＲＰ」は、アラミド繊維を強化繊維とした繊維強化プラスチックである。この「ＡＦＲＰ」は、繊維目付が１６０ｇ／ｍ²であり、レジンコンテントが３８％であり、アラミド繊維の繊維方向（０°）方向における引張強度が１７５０ＭＰａである。
さらに、下記表１に示す「ＣＦＲＰ」は、繊維のヤング率が２４トンタイプで、繊維目付が１６０ｇ／ｍ²であり、レジンコンテントが３８％であり、炭素繊維の繊維方向（０°）方向における引張強度が２５５０ＭＰａである。
さらに、下記表１に示す「樹脂フィルム」には、ポリウレタン樹脂系の厚さが０．０８ｍｍのものを用いた。

下記表２の「クラウン部の材質」に示す「Ｔｉ合金」には、組成がＴｉ−１５Ｖ−３Ｃｒ−３Ａｌ−３Ｓｎであり、その最大引張強度が９８０ＭＰａであるものを用いた。
また、下記表２の「クラウン部の材質」および「ソール部の材質」に示す「マルエージ鋼」には、Ｎｉマルエージ鋼（商品名：ＹＡＧ３００、最大引張強度が２０１０ＭＰａ）を用いた。

また、下記表２の「クラウン部の材質」および「ソール部の材質」に示す「Ｔｉ合金＋ＦＲＰ」および「Ｔｉ合金＋（ＦＲＰ＋金属）」においては、「Ｔｉ合金」には、Ｔｉ−１５Ｍｏ−５Ｚｒ−３Ａｌの組成のものを用いた。「ＦＲＰ」には、繊維のヤング率が２４トンタイプで、繊維目付が１６０ｇ／ｍ²であり、レジンコンテントが３８％であり、炭素繊維の繊維方向（０°）方向における引張強度が２５５０ＭＰａであるものを用いた。
「金属」には、Ｔｉ−１５Ｖ−３Ｃｒ−３Ａｌ−３Ｓｎであり、その最大引張強度が９８０ＭＰａであるものを用いた。この金属の厚さは０．１３ｍｍとした。
また、下記表２の「ソール部の材質」に示す「Ｔｉ合金」には、ＫＳ１００（商品名、最大引張強度が７６０ＭＰａ）を用いた。

また、下記表２に示す「フェース部比重」、および「フェース部ヤング率」は、フェース面の中心位置を中心とした半径１５ｍｍの領域におけるフェース部の値である。このフェース面の中心位置は、既に説明したように、上部にゴルフクラブヘッドを支持する支持部を備えた中心測定器によって求めた。

また、下記表３に示すフェース面摩耗については、実施例１〜１２および比較例１〜４のゴルフクラブをエアーキャノン試験器を用いて評価した。このフェース面摩耗の評価は、予めフェース部のフェース面の粗さを測定しておき、ボールスピードが５０ｍ／秒の速度でゴルフボールをフェース部の中心部に１００００発衝突させた後、フェース面の粗さを測定した。ゴルフボールの衝突によりフェース面の粗さが変化していないかを調べた。このとき、比較例１の変化を１００として実施例１〜１２および比較例２〜４までを評価した。

また、下記表３に示す打感については、ヘッドスピードが３４ｍ／秒〜５０ｍ／秒の範囲のアマチュアゴルファとプロゴルファとの合計１００人の各人に試打させて評価した。評価方法としては、各人に、実施例および他の比較例の打感を「金属音しすぎる」（３〜５）、「ちょうど良い」（−２〜２）、および「金属音しなさすぎる」（−３〜−５）で点数を付けてもらい、その平均値を求めて、各実施例および各比較例の打感を−５〜５の数値で評価した。なお、数値としては、−２〜２が打感として良い範囲である。

下記表３に示す強度については、エアーキャノン試験機を用いて、ゴルフボールを５０ｍ／秒の速度で実施例および比較例の各ゴルフクラブヘッドのフェース部の中心部に衝突させて、破壊するまでの打球数を測定した。この場合、比較例１の破壊するまでの打球数を１００として、各実施例および各比較例の強度を数値で表した。

下記表３に示す反発については、ＵＳＧＡ（United States Golf Association：全米ゴルフ協会）で規定されている「Procedure for Measuring the Velocity Ratio of a Club Head for Conformance to Rule 4-1e,Appendix II Revision 2 February 8,1999」に基
づいて測定された実施例および比較例の反発係数を用いて評価した。この場合、比較例１の反発係数を１００として、各実施例および各比較例の反発を数値で表した。

下記表３に示す設計自由度については、比較例１のフェース部の比重を１００として、各実施例および各比較例のフェース部の比重を換算し、数値で示したものである。

下記表３に示す飛距離については、各実施例および比較例のゴルフクラブについて、ヘッドスピードが３４ｍ／秒〜５０ｍ／秒の範囲のアマチュアゴルファとプロゴルファとの合計１００人の各人に各１０球ずつ打撃して得られた平均値である。

上記表３に示すように、実施例１〜実施例１２は、いずれもフェース面摩耗、打感、強度、反発性、設計自由度および飛距離について良好な結果を得ることができた。

一方、比較例１は、フェース部がＴｉ合金だけで構成されており、積層構造ではないので、金属音しすぎて打感が劣り、更に強度も劣った。また、比較例１は、積層構造ではないので、フェース部の質量も重く、設計自由度が低くなり、飛距離が劣るものとなった。

また、比較例２は、フェース部の中心部および最表面に引張強度が同じものを配置したため、強度が劣り、更にフェース部を軽量化できず、設計自由度が低くなり、飛距離が劣るものとなった。また、比較例２は、金属音しすぎて打感も劣るものであった。

さらに、比較例３は、フェース部の最表面の引張強度が、中心部のものよりも低いため、フェース部のフェース面摩耗および強度が劣っていた。また、比較例３は、金属音しすぎて打感が劣るものであった。

また、比較例４は、最表面が金属層ではなく、ＣＦＲＰであるため、フェース部のフェース面摩耗および強度が劣っていた。また、比較例４は、金属音しなさすぎて打感が劣るものであった。

本発明の第１の実施形態に係るゴルフクラブを示す分解斜視図である。 図１に示すゴルフクラブヘッドの正面図である。 図１のＡ−Ａ線による断面図である。 図３に示すフェース部の部分拡大図である。 本発明の第２の実施形態に係るゴルフクラブヘッドを示す断面図である。 本発明の第２の実施形態に係るゴルフクラブヘッドの変形例を示す断面図である。 本発明の第３の実施形態に係るゴルフクラブヘッドを示す断面図である。 本発明の第４の実施形態に係るゴルフクラブヘッドを示す断面図である。 本発明の第５の実施形態に係るゴルフクラブを示す平面図である。 図９のＢ−Ｂ線による断面図である。 本発明の第６の実施形態に係るゴルフクラブヘッドを示す断面図である。 ゴルフクラブヘッドのフェース部の構成を示す断面図である。 比較例１のゴルフクラブヘッドの断面図である。

符号の説明

１０、１２ ゴルフクラブ
２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２１、１００ ゴルフクラブヘッド
２２ フェース部
２３ フェース面
２４ ソール部
２５ 裏面
２６、２６ａ クラウン部
２７ 上部
３０ ホーゼル部
４０ ゴルフクラブシャフト
４２ ソケット
５０、６２ａ、６２ｂ 金属層
６０ａ、６０ｂ、６０ｃ ＦＲＰ層

Claims (11)

1. ゴルフボールを打撃するフェース面を備えるフェース部を有するゴルフクラブヘッドであって、
   前記フェース部のうち、少なくとも前記ゴルフボールを打撃する前記フェース面の打撃部は、金属層と繊維強化プラスチック層とが積層された積層構造を有する積層構造体で構成され、前記フェース面の打撃部の前記ゴルフボールと直接接触する表面部は、金属層により構成されており、
   前記繊維強化プラスチック層および前記金属層の少なくとも一方は、複数層設けられ、各金属層または繊維強化プラスチック層は、それぞれ引張強度が異なり、
   前記金属層が複数層設けられる場合、前記金属層のうち、引張強度が最も高いものが前記表面部に配置されていることを特徴とするゴルフクラブヘッド。
2. 前記フェース部は、前記フェース面の厚さ方向における中心軸から打撃部に向かう第１の方向および前記中心軸から裏面に向かう第２の方向の少なくとも一方の方向に向かうに伴い段階的に引張強度が高い前記金属層および前記繊維強化プラスチック層の少なくとも一方が配置されている請求項１に記載のゴルフクラブヘッド。
3. 前記表面部を構成する金属層は、その厚さが金属層の中で最も厚い請求項１または２に記載のゴルフクラブヘッド。
4. 前記積層構造体における繊維強化プラスチック層は、前記表面部から裏面に向かうに伴い段階的に厚さが増加している請求項１〜３のいずれか１項に記載のゴルフクラブヘッド。
5. 前記フェース部の裏面は、繊維強化プラスチック層により構成されている請求項１〜４のいずれか１項に記載のゴルフクラブヘッド。
6. 前記金属層は、その厚さが０．０５〜２．０ｍｍである請求項１〜５のいずれか１項に記載のゴルフクラブヘッド。
7. 前記フェース部を構成する積層構造体は、前記金属層および前記繊維強化プラスチック層が合計で少なくとも３層積層されている請求項１〜６のいずれか１項に記載のゴルフクラブヘッド。
8. 前記フェース部の積層構造体は、前記フェース面の中心位置から半径１５ｍｍの領域に設けられており、その比重が１．８〜８．５である請求項１〜７のいずれか１項に記載のゴルフクラブヘッド。
9. 前記フェース部の積層構造体は、前記フェース面の中心位置から半径１５ｍｍの領域に設けられており、その厚さが２．０〜５．０ｍｍである請求項１〜８のいずれか１項に記載のゴルフクラブヘッド。
10. 前記フェース部の積層構造体は、前記フェース面の中心位置から半径１５ｍｍの領域に設けられており、そのヤング率が４０〜２１０ＧＰａである請求項１〜９のいずれか１項に記載のゴルフクラブヘッド。
11. 前記請求項１〜１０のいずれか１項に記載のゴルフクラブヘッドを有することを特徴とするゴルフクラブ。
    

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