JP2005342098A - ゴルフクラブヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】金属と繊維強化樹脂からなる複合フェースを有するゴルフクラブヘッドであって、フェース面の高さ及び幅に応じて、フェースの曲げ弾性率を調整し、反発性能を維持しつつ、耐久性を向上させることができるゴルフクラブヘッドを提供する。
【解決手段】ゴルフボールを打撃するフェース面を含むフェース部を有するゴルフクラブヘッドであって、配向角の異なる強化繊維を含む繊維強化プラスチック層を含むフェース部を備え、前記フェース面において、トウ、ヒール方向の長さであるフェース面の幅が、クラウン、ソール方向の長さであるフェース面の高さより大きく、かつ、前記繊維強化プラスチック層に含まれる強化繊維のうち、ゴルフクラブを通常のアドレスポジションに配置したときの接地面を基準（±０°）としたときに、配向角が±０°を含む−５５°〜＋５５°の範囲にある強化繊維の質量Ｗ_ｈが、配向角が±９０°を含む＋５５°〜−５５°の範囲にある強化繊維の質量Ｗ_ｖより大きいことを特徴とする。
【選択図】図５

Description

本発明は、金属と繊維強化樹脂を複合させて積層した複合フェースを有するゴルフクラブヘッド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、従来の金属単体のみならず、金属と繊維強化樹脂を複合させて積層した複合フェースが種々提案されている。ゴルフクラブヘッドに複合フェースを用いることで、ゴルフクラブヘッドの重量調整や重心位置の調整などが好適に実現されている。
このようなゴルフクラブヘッドの一例として、フェース面の横方向であるトウとヒール方向に向かって、強化繊維の数を増やしたり、弾性率の高い繊維を積層したりして、フェース面のクラウンとソール方向である縦方向よりも、トウとヒール方向である横方向の弾性率を高めたフェースをもつ複合材製ゴルフクラブのヘッドが提案されている（例えば、特許文献１および特許文献２参照。）。
特開２００２−１７９１１号公報 実開平０５−７２６１号公報

しかしながら、引用文献１に記載されるゴルフクラブヘッドは、金属と強化繊維を複合させて積層した複合フェースであるが、フェースの高さおよび幅を考慮して、反発性を維持しつつ耐久性を向上させるものではない。また、引用文献２に記載されるゴルフクラブヘッドは、横繊維の配設密度を縦繊維の配設密度よりも高めているが、フェースの高さおよび幅を考慮して、反発性を維持しつつ耐久性を向上させるものではない。
本発明の目的は、前記従来技術を解決することにあり、金属と繊維強化樹脂からなる複合フェースを有するゴルフクラブヘッドであって、フェース面の高さ及び幅に応じて、フェースの曲げ弾性率を調整し、反発性能を維持しつつ、耐久性を向上させることができるゴルフクラブヘッドを提供することにある。

前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含むフェース部を有するゴルフクラブヘッドであって、配向角の異なる強化繊維を含む繊維強化プラスチック層を含むフェース部を備え、前記フェース面において、トウ、ヒール方向の長さであるフェース面の幅が、クラウン、ソール方向の長さであるフェース面の高さより大きく、かつ、前記繊維強化プラスチック層に含まれる強化繊維のうち、ゴルフクラブを通常のアドレスポジションに配置したときの接地面を基準（±０°）としたときに、配向角が±０°を含む−５５°〜＋５５°の範囲にある強化繊維の質量Ｗ_ｈが、配向角が±９０°を含む＋５５°〜−５５°の範囲にある強化繊維の質量Ｗ_ｖより小さいことを特徴とする。
また、ゴルフクラブを通常のアドレスポジションに配置したときの接地面を基準（±０°）とした場合に、前記繊維強化プラスチック層に含まれる強化繊維のうち、配向角が±０°を含む−５５°〜＋５５°の範囲にある強化繊維の質量Ｗ_ｈ、および配向角が±９０°を含む＋５５°〜−５５°の範囲にある強化繊維の質量Ｗ_ｖが、ゴルフクラブヘッドのフェース面の幅Ｌ_Ｈおよびフェース面の高さＬ_Ｖに応じて、下記式を満たすように設定されることが好ましい。
１／１．９ × Ｌ_ｈ／（Ｌ_ｖ＋Ｌ_ｈ） ≦ Ｗ_ｈ／（Ｗ_ｖ＋Ｗ_ｈ） ≦ １／１．８ × Ｌ_ｈ／（Ｌ_ｖ＋Ｌ_ｈ）

本発明の第２の態様は、ゴルフボールを打撃するフェース面を含むフェース部を有するゴルフクラブヘッドであって、配向角の異なる強化繊維を含む繊維強化プラスチック層を含むフェース部を備え、前記フェース面おいて、トウ、ヒール方向の長さであるフェース面の幅が、クラウン、ソール方向の長さであるフェース面の高さより大きく、かつ、前記繊維強化プラスチック層に含まれる強化繊維のうち、ゴルフクラブを通常のアドレスポジションに配置したときの接地面を基準（±０°）としたときに、±０°を含む−５５°〜＋５５°の方向におけるフェース部の曲げ弾性率Ｅ_ｈが、配向角が±９０°を含む＋５５°〜−５５°の方向におけるフェース部の曲げ弾性率Ｅ_ｖより小さいことを特徴とする。
また、本発明は、ゴルフクラブを通常のアドレスポジションに配置したときの接地面を基準（±０°）とした場合に、前記繊維強化プラスチック層に含まれる強化繊維のうち、±０°を含む−５５°〜＋５５°の方向におけるフェース部の曲げ弾性率Ｅ_ｈ、および配向角が±９０°を含む＋５５°〜−５５°の方向におけるフェース部の曲げ弾性率Ｅ_ｖが、ゴルフクラブヘッドのフェース面の幅Ｌ_Ｈおよびフェース面の高さＬ_Ｖに応じて、下記式を満たすように設定されることが好ましい。
１／１．５ × Ｌ_ｈ／（Ｌ_ｖ＋Ｌ_ｈ） ≦ Ｅ_ｈ／（Ｅ_ｖ＋Ｅ_ｈ） ≦ １／１．４ × Ｌ_ｈ／（Ｌ_ｖ＋Ｌ_ｈ）

少なくとも２層以上の金属層と前記強化繊維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るフェース部を備えることが好ましい。
前記金属層の厚さが０．１〜２．０ｍｍであり、積層される前記金属層が２層以上で、かつ、積層構造体の積層数が１０層以下であることが好ましい。
前記フェース部の積層構造のうち、ゴルフボールを打撃するフェース面と反対側の面が強化繊維プラスチック層であることが好ましい。

前記フェース部の積層構造のうち、ゴルフボールを打撃するフェース面が金属層であり、中央部における材料の比重が１．８から４．５であり、中央部における厚さが２．０から５．０ｍｍであることが好ましい。
前記金属層と前記繊維強化プラスチック層は、０．０２から１．０ｍｍの厚さの樹脂フィルムまたは接着剤で接着されること、または前記フェース部の曲げ弾性率が３０〜１５０ＧＰａであることが好ましい。

本発明によれば、金属と繊維強化樹脂からなる複合フェースを有するゴルフクラブヘッドであって、フェース面の高さ及び幅に応じて、フェースの曲げ弾性率を調整し、反発性能を維持しつつ、耐久性を向上させることができるゴルフクラブヘッドを提供することができる。

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。

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。

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、このフェース部２２には、金属層と繊維強化樹脂層（以下、ＦＲＰ層という）とが積層された積層構造体が配置されている。この積層構造については後で詳しく説明する。
このフェース面２３の打撃部の表面部は、ゴルフボールと直接接触し、金属層５０により構成されている。また、この金属層には、図２に示すように、トウα側からヒールβ側に向かう水平方向Ｈ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。ここで、トウα側からヒールβ側に向かう方向を、水平方向Ｈといい、フェース部２２を垂直に立てた場合におけるソール部２４側からクラウン部２６側に向かう方向であって、この垂直方向に直交する方向を、垂直方向Ｖという。

本実施形態のゴルフクラブヘッド２０は、フェース部２２が垂直方向Ｖにおける長さＬ_Ｖが、水平方向Ｈの長さＬ_Ｈよりも短く形成されている。そのため、フェース部２２にゴルフボールが衝突した場合、単位長さ当たりの垂直方向Ｖにおけるひずみが、水平方向Ｈにおける単位長さ当たりのひずみよりも大きい。
したがって、フェース部２２は、垂直方向Ｖにおける長さＬ_Ｖと、水平方向Ｈの長さＬ_Ｈとの関係を考慮して、垂直方向Ｖにおけるフェース部の曲げ弾性率Ｅ_ｖを水平方向Ｈにおけるフェース部の曲げ弾性率Ｅ_ｈよりも高くすることで、フェース部２２として反発性を保ちながら、ゴルフクラブヘッドの強度を向上させることができる。
このようにフェース部２２の弾性率に異方性を持たせるため、本発明では、フェース部２２の形状に応じて、フェース部２２に用いる部材やＦＲＰ層の強化繊維の配向方向、積層構造の積層数を決定する。フェース部２２の形状としては、垂直方向Ｖにおける長さＬ_Ｖおよび水平方向Ｈの長さＬ_Ｈが挙げられる。

図３から図５を参照して、フェース部２２の一部を構成する積層構造体について説明する。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。図５は、ＦＲＰ層に含まれる繊維強化樹脂の配向角を示す図である。

積層構造体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、フェース部２２の一部を構成する。
積層構造体５２は、ゴルフボールを打撃する面であるフェース面２３に金属層５０が形成され、以下、ＦＲＰ層６０、金属層６２、ＦＲＰ層６０の順番に、金属層とＦＲＰ層とが合計で４層積層されている。
フェース部２２の積層構造体５２における中央部近辺の厚さは、反発性の観点から２．０〜４．５ｍｍとすることが好ましい。また、積層構造体５２の中央部近辺の材料の比重は、フェース部の軽量化の観点から１．８〜５．０とすることが好ましい。
なお、積層構造体の積層数は、これに限定されず、任意に設定することができるが、コストおよび製造工程の煩雑さの観点から１０層以下とすることが好ましい。
また、本実施形態では、フェース面２３を金属層により形成したが、ＦＲＰ層によりフェース面２３を形成してもよい。さらに、表面（打撃面）のみ金属で、裏面はすべてＦＲＰでフェース面２３を形成してもよい。

本発明では、図５に示すように、垂直方向Ｖにおけるフェース部の曲げ弾性率Ｅ_ｖの向上に寄与する強化繊維と、水平方向Ｈにおけるフェース部の曲げ弾性率Ｅ_ｈの向上に寄与する強化繊維とを配向角に応じて分類し、垂直方向Ｖにおける長さＬ_Ｖおよび水平方向Ｈの長さＬ_Ｈに応じて、それぞれの強化繊維の質量を調整することにより、それぞれの方向の弾性率を調整する。

各方向の弾性率の調整方法としては様々なものが考えられるが、配向角が±０°を含む−５５°〜＋５５°の範囲にある強化繊維は、垂直方向Ｖにおけるフェース部の曲げ弾性率Ｅ_ｖの向上に寄与するものと考えられ、配向角がこの範囲である強化繊維の質量Ｗ_ｖを用いてフェース部の曲げ弾性率Ｅ_ｖを調整することができる。
一方、配向角が±９０°を含む＋５５°〜−５５°の範囲にある強化繊維は、垂直方向Ｖにおけるフェース部の曲げ弾性率Ｅ_ｖの向上に寄与するものと考えられ、配向角がこの範囲である強化繊維の質量Ｗ_ｖを用いてフェース部の曲げ弾性率Ｅ_ｖを調整することができる。

一般的に、フェース部の弾性率を低くするとゴルフクラブヘッドの耐久性が向上し、フェース部の弾性率を高くするとフェース部の反発性は向上することが知られている。
そこで、本発明者は、下記式（１）に基づいて、垂直方向Ｖにおける長さＬ_Ｖおよび水平方向Ｈの長さＬ_Ｈに応じて、強化繊維の質量Ｗ_ｖおよび強化繊維の質量Ｗ_ｈを決定し、強化繊維プラスチック層に含まれる強化繊維の配向方向を調整することで、フェース部２２の反発性を保ちながら、ゴルフクラブヘッドの強度を向上させることができることを見出した。
１／１．９ × Ｌ_ｈ／（Ｌ_ｖ＋Ｌ_ｈ） ≦ Ｗ_ｈ／（Ｗ_ｖ＋Ｗ_ｈ） ≦ １／１．８ × Ｌ_ｈ／（Ｌ_ｖ＋Ｌ_ｈ） ・・・（１）

また、下記式（２）に基づいて、垂直方向Ｖにおける長さＬ_Ｖと、水平方向Ｈの長さＬ_Ｈとの関係に応じて、直接、垂直方向Ｖにおけるフェース部の曲げ弾性率Ｅ_ｖと、水平方向Ｈにおけるフェース部の曲げ弾性率Ｅ_ｈとを決定してもよい。
１／１．５ × Ｌ_ｈ／（Ｌ_ｖ＋Ｌ_ｈ） ≦ Ｅ_ｈ／（Ｅ_ｖ＋Ｅ_ｈ） ≦ １／１．４ × Ｌ_ｈ／（Ｌ_ｖ＋Ｌ_ｈ） ・・・（２）

垂直方向Ｖにおける長さＬ_Ｖおよび水平方向Ｈの長さＬ_Ｈに応じて、強化繊維の質量Ｗ_ｖおよび強化繊維の質量Ｗ_ｈを決定し、繊維強化プラスチック層に含まれる強化繊維の配向方向を調整することによっても、フェース部の反発性を十分に保ちながら、フェース部２２の耐久性を向上させることができる。

ここで、配向角は、通常のアドレスポジションにゴルフクラブを設定し、基準面Ａ_１の方向を基準（±０°）に決定される。
通常のアドレスポジションにゴルフクラブを設置するとは、ゴルフクラブヘッド２０をライ角度通りに設置し、かつ、シャフト軸とリーディングエッジとが互いに平行になるように設置することをいう。ライ角度通りに設置とは、ソール面のラウンドと基準面Ａ₁とのなす隙間がトウ側及びヒール側にて略等しくなる状態に設置することをいう。ソール面のラウンドが不明瞭な場合は、フェース面２３のスコアラインＬと基準面Ａ₁とが平行な状態に設置してもよい。

フェース面の垂直方向Ｖにおけるフェース高さＬ_Ｖは、図６に示すように、アドレスポジションに設置した状態においてフェース面２３の最も上方に位置する縁部Ａ₂からフェース面２３の最も下方に位置する縁部Ａ_３までの、基準面Ａ₁に対して垂直方向の成分の距離（図２中の上下方向の距離）をいい、フェース面の水平方向Ｈにおけるフェース幅Ｌ_Ｈとは、フェース面２３の最もトウ側寄りに位置する縁部Ａ₄からフェース面２３の最もヒール側寄りに位置する縁部Ａ_５までの、基準面Ａ₁およびフェース面２３に対して平行な成分の距離をいう。

また、上記各縁部Ａ_２，Ａ_３，Ａ_４，Ａ_５が判別困難な場合、図７に示すように、ゴルフクラブヘッド２０を通常のアドレスポジションに設置して、基準面Ａ_１からゴルフクラブヘッド２０のクラウン部の最も上方に位置する上端部Ａ_６までの、基準面Ａ_１に垂直方向の距離をフェース高さＬ_Ｖとして代用し、また、ゴルフクラブヘッド２０の最もトウ側に位置する端部Ａ_７から基準面Ａ_１に対して２２．２３ｍｍ上方に位置するゴルフクラブヘッド２０のヒール側の位置Ａ_８までの、基準面Ａ_１およびフェース面２３に対して平行な成分の距離をフェース幅Ｌ_Ｈとしてもよい。

また、本実施形態では、ゴルフクラブヘッドのフェース部は、金属層とＦＲＰ層との積層構造体によって構成されるため、ゴルファにとって最も良い打撃音を得ることができる。図８から図１０を参照して、ゴルフクラブヘッドのフェース部の材質と、打撃音の関係について説明する。

図８は、縦軸に音圧をとり、横軸に周波数をとってフェース部の材質が金属であるゴルフクラブヘッドの打撃音の周波数分布を示すグラフである。
図８に示すように、フェース面が金属により構成されているゴルフクラブヘッドにおいては、打撃した際の打撃音に音圧が高い明確なピークＰ_１、Ｐ_２、Ｐ_３が現れる。このようなピークＰ_１、Ｐ_２、Ｐ_３が、ゴルフボールを打撃した際に発生する金属音として、ゴルファに聞こえる。このような打撃音は、振動減衰しないとともに、図６に示すようにピークＰ_１、Ｐ_２、Ｐ_３のレベルが高すぎる。このため、ゴルファは、フェース面が金属により構成されているゴルフクラブヘッドを打感が硬いと感じる。

また、図９は、縦軸に音圧をとり、横軸に周波数をとってフェース部の材質がＦＲＰであるゴルフクラブヘッドの打撃音の周波数分布を示すグラフである。
図９に示すように、フェース部の材質がＦＲＰのみであると、樹脂の影響が大きく、音圧のピークが生じない。このような音圧のピークがないゴルフクラブヘッドを用いて、ゴルフボールを打撃した際には、打撃音が振動減衰しすぎることと、音圧ピークが生じないため、ゴルファは、打感が柔らかいと感じる。

ここで、打感を支配する要素としては、打撃音が最も大きい。このため、打感を改善するためには、打撃音を改善することが最も効果的であることを本発明者は知見した。
そこで、本発明者は、ゴルフクラブヘッドについて、金属層とＦＲＰ層との積層構造体によりフェース部を構成することにより打撃音が良くなると考えた。
しかし、本発明者は、単に金属層とＦＲＰ層とを貼り合わせただけでは、打撃音をコントロールすることはできないことを明らかにし、さらに、フェース部に用いる積層構造体について、金属層とＦＲＰ層との積層構成、積層数、および積層厚さ等を調整することにより、ゴルファにとって最も良い打撃音が得られることを見出した。

図１０は、縦軸に音圧をとり、横軸に周波数をとって、フェース部がＴｉ合金層とＦＲＰ層との６層の積層構造体により構成されたゴルフクラブヘッドの打撃音の周波数分布を示すグラフである。なお、フェース部を構成する６層の積層構造体は、打撃部（表面）がＴｉ合金層（厚さが１．２ｍｍ）からなり、裏面がＦＲＰ層からなり、その間にＴｉ合金層（厚さが０．１３ｍｍ）とＦＲＰ層とが交互に合計４層積層されたものである。フェース部は、全体の厚さが３．２ｍｍである。
本発明のゴルフクラブヘッドは、音圧のピークＰ_１’、Ｐ_２’、Ｐ_３’が生じるものの、そのピークのレベルはＰ_１、Ｐ_２、Ｐ_３と比較して低く、ゴルファがその打撃音を聞いた場合に、ちょうど良いと思う打撃音が得られる。
したがって、本実施形態では、ゴルフクラブヘッドのフェース部を、金属層とＦＲＰ層との積層構造体によって構成することにより、ゴルファにとって最も良い打撃音を得ることができる。

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層の材質について説明する。
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。

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、所定の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。なお、水平方向Ｈおよび垂直方向Ｖにおけるフェース部の曲げ弾性率は、上述の如く、強化繊維の配向等によって調整することができる。

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。このような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、０．０２〜１．０ｍｍ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、０．０２〜１．０ｍｍとすることが好ましい。

図１１は、本発明の第２の実施形態に係るゴルフクラブを示す正面図である。図１２は、図１１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、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。

第２の実施形態では、ゴルフクラブ１０は、ゴルフクラブヘッド２１と、ゴルフクラブシャフト４０とを有するが、第１の実施形態とゴルフクラブヘッドが異なり、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。
ゴルフクラブ１２は、ゴルフクラブヘッド２１が、フェース部２２、ソール部２４、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。

本実施形態のゴルフクラブヘッド２１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５２を有し、ソール部２４および上部２７は、金属材料からなる。フェース部２２、ソール部２４および上部２７は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、トウα側からヒールβ側へ水平方向Ｈ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。

フェース部２２の積層構造体は、金属層とＦＲＰ層とが積層された複合構造体であり、フェース部２２の一部を構成する。積層構造体５２は、ゴルフボールを打撃する面であるフェース面２３に金属層５０が形成され、以下、ＦＲＰ層と金属層が適宜積層される。積層構造体の積層数は、任意に設定することができるため、ここでは説明を省略する。

図１３（ａ）は、フェース面の垂直方向Ｖにおける長さＬ_Ｖおよび水平方向Ｈの長さＬ_Ｈを説明するための図であり、図１３（ｂ）は、ＦＲＰ層に含まれる繊維強化樹脂の配向角を示す図である。
フェース面の垂直方向Ｖにおけるフェース高さＬ_Ｖは、図１３（ａ）に示すように、通常のアドレスポジションに設置した状態において、フェース面２３の最も上方に位置するスコアラインからフェース面２３の最も下方に位置する縁部までの、基準面Ａ₁に対して垂直方向の成分の距離（図１３（ａ）中の上下方向の距離）をいい、フェース面の水平方向Ｈにおけるフェース幅Ｌ_Ｈとは、フェース面２３の最もトウ側寄りに位置するスコアラインからフェース面２３の最もヒール側寄りに位置するスコアラインまでの、基準面Ａ₁およびフェース面２３に対して平行な成分の距離をいう。
配向角は、図１３（ｂ）に示すように、通常のアドレスポジションにゴルフクラブを設定し、基準面Ａ_１の方向を基準（±０°）に決定される。

この垂直方向Ｖにおける長さＬ_Ｖおよび水平方向Ｈの長さＬ_Ｈに応じて、強化繊維の質量Ｗ_ｖおよび強化繊維の質量Ｗ_ｈを決定し、繊維強化プラスチック層に含まれる強化繊維の配向方向を調整することによっても、フェース部２２の反発性を保ちながら、ゴルフクラブブヘッドの強度を向上させることができる。
また、上記式（２）に基づいて、垂直方向Ｖにおける長さＬ_Ｖと、水平方向Ｈの長さＬ_Ｈとの関係に応じて、直接、垂直方向Ｖにおけるフェース部の曲げ弾性率Ｅ_ｖと、水平方向Ｈにおけるフェース部の曲げ弾性率Ｅ_ｈとを決定してもよい。

言い換えると、上記式（１）または式（２）に基づいて、垂直方向Ｖにおける長さＬ_Ｖおよび水平方向Ｈの長さＬ_Ｈに応じて、強化繊維の質量あるいは弾性率を決定し、強化繊維プラスチック層に含まれる強化繊維の配向方向を調整することで、フェース部２２として十分な反発性を保ちながら、ゴルフクラブヘッドの強度を向上させることができる。

本発明のゴルフクラブの実施例について、本発明の実施例と従来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に示す従来例および実施例１から実施例１６について、下記表３に示す打感、強度、反発性、および飛距離を評価項目として、評価を行った。

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ウッドゴルフクラブの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、評価試験を行った。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。なお、従来例はチタン合金のみからなるゴルフクラブヘッドであって、実施例１から実施例１６はＣＦＲＰ層を含むゴルフクラブヘッドである。

表１の「フェース表面」の欄に示す「Ｔｉ合金」の組成は、Ｔｉ−４．５Ａｌ−３Ｖ−２Ｆｅ−２Ｍｏである。さらに、「フェース表面以外」の欄に示す「Ｔｉ合金」の組成は、Ｔｉ−１５Ｖ−３Ｃｒ−３Ａｌ−３Ｓｎである。

また、「ＣＦＲＰ」は、繊維のヤング率が２４トンタイプで、プリプレグ目付が２９８ｇ／ｍ^２であり、繊維目付が２００ｇ／ｍ^２であり、樹脂目付が９８ｇ／ｍ^２であり、厚さが０．１９１ｍｍである。
さらに、表１に示す「樹脂フィルム」には、厚さが０．０８ｍｍのポリウレタン樹脂系の樹脂フィルムを用いた。

また、「フェース部比重」、「フェース部厚さ」および「フェース部曲げ弾性率」は、フェース面の中心位置を中心とした半径１５ｍｍの領域が必ず存在するようにサンプルを採取したときの値である。
このフェース面の中心位置の測定方法は、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た。なお、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。

上述の各項目についての評価結果を下記表３に示す。

強度、反発性、および飛距離は、従来例を基準（１００）として、その相対的な数値で表したものであり、数値が高いほどその評価項目について優れていることを示す。合計点は、強度、反発、飛距離の評価値を合計したものであり、各ゴルフクラブヘッドの総合的な評価値を示す。この合計点は、従来例を基準（３００）として、その相対的な数値で表される。

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／秒の速度で従来例および実施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、従来例の破壊するまでの打球数を１００として、各実施例の強度を数値で表した。

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、従来例の反発係数を１００として、各実施例の反発を数値で表した。

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。

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人を対象として、従来例および実施例のゴルフクラブヘッドを装着したゴルフクラブを各人に試打させて評価した。
評価方法としては、各人に、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が打感として良好な範囲である。

上記表３のように、実施例１から実施例１６は、従来例と比較して合計点が高く、良好であった。特に実施例１１は、合計点が最も高く、打感も「ちょうど良い」（−１）ことから、最も良好であることが判る。
また、打感も比較的に良好であった。特にフェース表面にＴｉ合金またはＳＵＳ合金を用いたもの（実施例３〜６、実施例９〜１６）はいずれも「ちょうど良い」（−２〜２）であった。

本発明のゴルフクラブの実施例について、本発明の他の実施例と従来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４に示す従来例および実施例１７から実施例２７について、打感、強度、反発性、および飛距離を評価項目として、実施例１と同様に評価を行った。
実施例１では、ウッドゴルフクラブのゴルフクラブヘッドを用いてゴルフクラブを作製し、試験を行ったが、実施例２では、アイアンゴルフクラブのゴルフクラブヘッドに、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取り付けてゴルフクラブを作製し、評価試験を行った。

表４の「フェース表面」の欄に示す「Ｔｉ合金」の組成は、Ｔｉ−４．５Ａｌ−３Ｖ−２Ｆｅ−２Ｍｏである。さらに、「フェース表面以外」の欄に示す「Ｔｉ合金」の組成は、Ｔｉ−１５Ｖ−３Ｃｒ−３Ａｌ−３Ｓｎである。

また、「ＣＦＲＰ」は、繊維のヤング率が２４トンタイプで、プリプレグ目付が２９８ｇ／ｍ^２であり、繊維目付が２００ｇ／ｍ^２であり、樹脂目付が９８ｇ／ｍ^２であり、厚さが０．１９１ｍｍである。
さらに、表４に示す「樹脂フィルム」には、厚さが０．０８ｍｍのポリウレタン樹脂系の樹脂フィルムを用いた。

また、「フェース部比重」、「フェース部厚さ」および「フェース部曲げ弾性率」は、フェース面の中心位置を中心とした半径１５ｍｍの領域が必ず存在するようにサンプルを採取したときの値である。
このフェース面の中心位置の測定方法は、実施例１と同様である。

上述の各項目についての評価結果を下記表６に示す。

強度、反発性、および飛距離は、従来例を基準（１００）として、その相対的な数値で表したものであり、数値が高いほどその評価項目について優れていることを示す。合計点は、強度、反発、飛距離の評価値を合計したものであり、各ゴルフクラブヘッドの総合的な評価値を示す。この合計点は、従来例を基準（３００）として、その相対的な数値で表される。
強度、反発性および飛距離は、実施例１と同様な方法で測定し、評価しているので、説明は省略する。また、打感についても、実施例１と同様な方法で測定し、評価しているので、説明は省略する。

上記表６のように、実施例１７から実施例２７は、従来例と比較して合計点が高く、良好であった。特に実施例２１および２２は、合計点が最も高く、打感も「ちょうど良い」（−１）ことから、最も良好であることが判る。
また、実施例１７から実施例２７は、打感がいずれも「ちょうど良い」（−２〜２）であり、打感が良好であることが判る。

以上、本発明に係るゴルフクラブヘッドについて詳細に説明したが、本発明は、以上の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行ってもよい。

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。 ＦＲＰ層に含まれる繊維強化樹脂の配向角を示す図である。 フェース幅およびフェース高さを説明するための図である。 フェース幅およびフェース高さを説明するための図である。 フェース部の材質が金属であるゴルフクラブヘッドの打撃音の周波数分布を示す図である。 フェース部の材質がＦＲＰであるゴルフクラブヘッドの打撃音の周波数分布を示す図である。 フェース部の材質が合金層とＦＲＰ層との積層構造体により構成されたゴルフクラブヘッドの打撃音の周波数分布を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係るゴルフクラブを示す正面図である。 図１１のＢ−Ｂ線による断面図である。 （ａ）は、フェース幅およびフェース高さを説明するための図であり、（ｂ）は、ＦＲＰ層に含まれる繊維強化樹脂の配向角を説明するための図である。

符号の説明

１０ ゴルフクラブ
２０，２１ 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
２６ クラウン部
３０ ホーゼル部
３２ 開口部
４０ ゴルフクラブシャフト
４２ ソケット
５０，６２ 金属層
６０ ＦＲＰ層

Claims (13)

1. ゴルフボールを打撃するフェース面を含むフェース部を有するゴルフクラブヘッドであって、
   配向角の異なる強化繊維を含む繊維強化プラスチック層を含むフェース部を備え、
   前記フェース面において、トウ、ヒール方向の長さであるフェース面の幅が、クラウン、ソール方向の長さであるフェース面の高さより大きく、かつ、
   前記繊維強化プラスチック層に含まれる強化繊維のうち、ゴルフクラブを通常のアドレスポジションに配置したときの接地面を基準（±０°）としたときに、配向角が±０°を含む−５５°〜＋５５°の範囲にある強化繊維の質量Ｗ_ｈが、配向角が±９０°を含む＋５５°〜−５５°の範囲にある強化繊維の質量Ｗ_ｖより少ないことを特徴とするゴルフクラブヘッド。
2. ゴルフクラブを通常のアドレスポジションに配置したときの接地面を基準（±０°）とした場合に、
   前記繊維強化プラスチック層に含まれる強化繊維のうち、配向角が±０°を含む−５５°〜＋５５°の範囲にある強化繊維の質量Ｗ_ｈ、および配向角が±９０°を含む＋５５°〜−５５°の範囲にある強化繊維の質量Ｗ_ｖが、ゴルフクラブヘッドのフェース面の幅Ｌ_Ｈおよびフェース面の高さＬ_Ｖに応じて、下記式を満たすように設定される請求項１に記載のゴルフクラブヘッド。
   １／１．９ × Ｌ_ｈ／（Ｌ_ｖ＋Ｌ_ｈ） ≦ Ｗ_ｈ／（Ｗ_ｖ＋Ｗ_ｈ） ≦ １／１．８ × Ｌ_ｈ／（Ｌ_ｖ＋Ｌ_ｈ）
3. ゴルフボールを打撃するフェース面を含むフェース部を有するゴルフクラブヘッドであって、
   配向角の異なる強化繊維を含む繊維強化プラスチック層を含むフェース部を備え、
   前記フェース面おいて、トウ、ヒール方向の長さであるフェース面の幅が、クラウン、ソール方向の長さであるフェース面の高さより大きく、かつ、
   前記繊維強化プラスチック層に含まれる強化繊維のうち、ゴルフクラブを通常のアドレスポジションに配置したときの接地面を基準（±０°）としたときに、±０°を含む−５５°〜＋５５°の方向におけるフェース部の曲げ弾性率Ｅ_ｈが、配向角が±９０°を含む＋５５°〜−５５°の方向におけるフェース部の曲げ弾性率Ｅ_ｖより小さいことを特徴とするゴルフクラブヘッド。
4. ゴルフクラブを通常のアドレスポジションに配置したときの接地面を基準（±０°）とした場合に、
   前記繊維強化プラスチック層に含まれる強化繊維のうち、±０°を含む−５５°〜＋５５°の方向におけるフェース部の曲げ弾性率Ｅ_ｈ、および配向角が±９０°を含む＋５５°〜−５５°の方向におけるフェース部の曲げ弾性率Ｅ_ｖが、ゴルフクラブヘッドのフェース面の幅Ｌ_Ｈおよびフェース面の高さＬ_Ｖに応じて、下記式を満たすように設定される請求項３に記載のゴルフクラブヘッド。
   １／１．５ × Ｌ_ｈ／（Ｌ_ｖ＋Ｌ_ｈ） ≦ Ｅ_ｈ／（Ｅ_ｖ＋Ｅ_ｈ） ≦ １／１．４ × Ｌ_ｈ／（Ｌ_ｖ＋Ｌ_ｈ）
5. 少なくとも２層以上の金属層と前記強化繊維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るフェース部を備える請求項１乃至４のいずれか１項に記載のゴルフクラブヘッド。
6. 前記金属層の厚さが０．１〜２．０ｍｍである請求項５に記載のゴルフクラブヘッド。
7. 積層される前記金属層が２層以上で、かつ、積層構造体の積層数が１０層以下である請求項５または６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のうち、ゴルフボールを打撃するフェース面と反対側の面が強化繊維プラスチック層である請求項５乃至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のうち、ゴルフボールを打撃するフェース面が金属層である請求項５乃至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のうち、フェース部の中央部における材料の比重が１．８から４．５である請求項５乃至８のいずれか１項に記載のゴルフクラブヘッド。
11. 前記フェース部の積層構造のうち、フェース部の中央部における厚さが２．０から５．０ｍｍである請求項５乃至８のいずれか１項に記載のゴルフクラブヘッド。
12. 前記金属層と前記繊維強化プラスチック層は、０．０２から１．０ｍｍの厚さの樹脂フィルムまたは接着剤で接着される請求項５乃至１１のいずれか１項に記載のゴルフクラブヘッド。
13. 前記フェース部の曲げ弾性率が３０〜１５０ＧＰａである請求項５乃至１１のいずれか１項に記載のゴルフクラブヘッド。

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