JP2013094178A - ゴルフクラブヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】ＣＦＲＰ部材を有し且つ打球音に優れたゴルフクラブヘッドの提供。
【解決手段】ゴルフクラブヘッド２は、ヘッド本体ｈ１とＣＦＲＰ部材１６とを備えている。このＣＦＲＰ部材１６は、クラウン６の少なくとも一部又はソール８の少なくとも一部を構成している。このＣＦＲＰ部材１６は、ＵＤ層が積層されたＵＤ積層部１８を有している。上記ＵＤ積層部１８において、繊維の配向が、実質的に３方向である。この３方向が、第１方向、第２方向及び第３方向とされるとき、好ましくは、上記第１方向に対する上記第２方向の角度が、実質的に＋６０°であり、上記第１方向に対する上記第３方向の角度が、実質的に−６０°である。好ましくは、上記ＵＤ積層部１８は、繊維の配向角度における積層対称性を有している。好ましくは、上記ＵＤ積層部１８の層数が５以上１２以下である。
【選択図】図１

Description

本発明は、ゴルフクラブヘッドに関する。詳細には、ＣＦＲＰ部材を有するゴルフクラブヘッドに関する。

ゴルフクラブヘッドにおいて、反発係数及びヘッド体積はルールによって規制されている。また、スイングバランスの観点から、ヘッド重量には制約がある。更に、実用性の観点から、高い強度が求められる。これらの規制及び制約は、高性能なヘッドの設計を難しくしている。

ヘッドの性能を高めるために、ＣＦＲＰを用いたヘッドが知られている。ＣＦＲＰとは、炭素繊維強化プラスチックを意味する。ＣＦＲＰは、チタンよりも高い比強度を有しうる。ＣＦＲＰの使用により、余剰重量が創出されうる。この余剰重量を再配置することで、ヘッドの重心位置が変更されうる。この余剰重量は、ヘッドの設計自由度を高めうる。

特許第４２２２１１８号公報は、一体のチタン系金属材よりなる前面体と、金属製ソールプレートと、繊維強化樹脂体とを有する中空のゴルフクラブヘッドを開示する。段落［００３６］には、トウ−ヒール方向に対し時計回り方向に６０°斜交するように炭素繊維が配向したシートと、トウ−ヒール方向に対し反時計回りに６０°斜交するように配向したシートとが開示されている。特開２００５−２５３６０６号公報の図６には、４方向に配向した積層体が開示されている。特開２００５−３１２６４６号公報は、繊維が３０〜９０°の角度で交差する構成を開示する。特開２００５−２９６６２６号公報は、ヘッド前後方向線に対して繊維が実質的に０°の角度をなす０°方向プリプレグと、ヘッド前後方向線に対して繊維が実質的に９０°の角度をなす９０°方向プリプレグとを含む樹脂部材を開示する。

特許第４２２２１１８号公報 特開２００５−２５３６０６号公報 特開２００５−３１２６４６号公報 特開２００５−２９６６２６号公報

ＣＦＲＰは、金属と比較して、減衰比（損失係数）が大きい。このため、打球音が短くなりやすい。更にＣＦＲＰが用いられたヘッドでは、打球音の一次ピーク周波数が低い傾向にある。短く且つ周波数の低い打球音は、ゴルファーに悪い印象を与えやすい。打球音は、ゴルファーの心理及びスイングに影響を与えうる。打球音は改善されるのが好ましい。

本発明の目的は、ＣＦＲＰ部材を有し且つ打球音に優れたゴルフクラブヘッドの提供にある。

本発明に係るゴルフクラブヘッドは、ヘッド本体とＣＦＲＰ部材とを備えている。このＣＦＲＰ部材は、クラウンの少なくとも一部又はソールの少なくとも一部を構成している。このＣＦＲＰ部材は、ＵＤ層が積層されたＵＤ積層部を有している。上記ＵＤ積層部において、繊維の配向が、実質的に３方向である。

上記３方向が、第１方向、第２方向及び第３方向とされる。このとき、好ましくは、上記第１方向に対する上記第２方向の角度が、実質的に＋６０°であり、上記第１方向に対する上記第３方向の角度が、実質的に−６０°である。

好ましくは、上記ＵＤ積層部が、繊維の配向角度における積層対称性を有している。

好ましくは、上記ＵＤ積層部の層数は５以上１２以下である。

好ましくは、上記ＣＦＲＰ部材は、上記クラウンの少なくとも一部を構成している。

好ましくは、ヘッド体積は４００ｃｃ以上である。好ましくは、ヘッド重量は２００ｇ以下である。好ましくは、左右慣性モーメントは４６００ｇ・ｃｍ^２以上である。

ＣＦＲＰ部材を有し且つ打球音に優れたゴルフクラブヘッドが得られうる。

図１は、本発明の一実施形態に係るヘッドの斜視図である。 図２は、図１のヘッドで用いられているヘッド本体を示す平面図である。 図３は、図１のヘッドで用いられているＣＦＲＰ部材の分解斜視図である。 図４は、図３のＣＦＲＰ部材の各層における繊維の配向を示す図である。 図５は、積層対称性を説明するための断面図である。 図６は、ヘッドの平面図を示すシミュレーション画像である。この図６では、ＣＦＲＰ部材１６が黒色で示されている。 図７は、ヘッドの底面図を示すシミュレーション画像である。 図８は、ヘッドの平面図を示すシミュレーション画像である。この図８では、クラウン開口ｃｐ１の位置が示されている。 図９は、シミュレーションＡにおける一次固有振動数の計算結果が示されたグラフである。 図１０は、一次モードでの振動形態を示すシミュレーション画像である。図１０では、ヘッドＡ１からＡ８が示されている。 図１１は、一次モードでの振動形態を示すシミュレーション画像である。図１０では、ヘッドＡ９からＡ１６が示されている。 図１２は、シミュレーションＢにおける固有振動数ｆｍ（クラウン一次モードでの固有振動数）の計算結果が示されたグラフである。 図１３は、クラウン一次モードでの振動形態が示されたシミュレーション画像である。図１３では、ヘッドＢｘ１からＢｘ３が示されている。 図１４は、クラウン一次モードでの振動形態が示されたシミュレーション画像である。図１４では、ヘッドＢｘ４からＢｘ７が示されている。 図１５は、クラウン一次モードでの振動形態が示されたシミュレーション画像である。図１５では、ヘッドＢｙ１からＢｙ３が示されている。 図１６は、クラウン一次モードでの振動形態が示されたシミュレーション画像である。図１６では、ヘッドＢｙ４からＢｙ７が示されている。 図１７は、シミュレーションＣにおける固有振動数ｆｍ（クラウン一次モードでの固有振動数）の計算結果が示されたグラフである。 図１８は、一次モード、二次モード、三次モード及び四次モードにおけるヘッドＣ１の振動形態が示されたシミュレーション画像である。 図１９は、クラウン一次モードでの振動形態が示されたシミュレーション画像である。図１９では、ヘッドＣ２からＣ５が示されている。 図２０は、クラウン一次モードでの振動形態が示されたシミュレーション画像である。図２０では、ヘッドＣ６からＣ８が示されている。

以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。

本願では、基準状態、トウ−ヒール方向及びフェース−バック方向ＦＢが定義される。

［基準状態］
基準状態とは、所定のライ角及びリアルロフト角でヘッドが水平面ｈ上に載置された状態である。より詳細には、基準状態とは、ヘッドのシャフト孔の中心軸線ｚを任意の垂直面ＶＰ１内に配し、且つ中心軸線ｚを水平面ｈに対してそのライ角で傾けるとともに、フェース面を垂直面ＶＰ１に対してそのリアルロフト角で傾けて、水平面ｈに接地させた状態である。垂直面ＶＰ１は、鉛直線に対して平行な平面である。

［トウ−ヒール方向］
上記基準状態のヘッドにおいて、上記垂直面ＶＰ１と上記水平面ｈとの交線に平行な方向が、トウ−ヒール方向である。

［フェース−バック方向］
上記基準状態のヘッドにおいて、上記トウ−ヒール方向に対して垂直であり且つ上記水平面ｈに平行な方向が、フェース−バック方向である。

図１は、本発明の一実施形態に係るヘッド２の斜視図である。ヘッド２は、ウッド型ヘッドである。ヘッド２は、フェース４、クラウン６、ソール８及びホーゼル１０を有する。ホーゼル１０は、シャフト孔１２を有している。ヘッド２は、中空構造を有する。更にヘッド２は、サイド１４を有する。

ヘッド２は、複数の部材を接合することによって形成されている。本実施形態のヘッド２は、ヘッド本体ｈ１と、クラウン部材ｃ１とを接合することによって形成されている。なお、ヘッド２は、ヘッド本体ｈ１とソール部材とを接合することによって形成されていてもよい。

更に、ヘッド本体ｈ１が、複数の部材を接合することによって形成されていてもよい。例えばヘッド本体ｈ１が、フェース部分が開口した第１部材と、フェースを形成する第２部材とによって形成されていてもよい。

図２は、ヘッド本体ｈ１をクラウン側から見た平面図である。本実施形態では、ヘッド本体ｈ１が、クラウン開口ｃｐ１を有している。図２では、クラウン部材ｃ１が図示されていない。よって図２では、ソール８の内面８ｎが描かれている。ヘッド２では、クラウン開口ｃｐ１はクラウン部材ｃ１によって塞がれている。よってヘッド２では、ソール８の内面８ｎは視認されない。

図２が示すように、ヘッド本体ｈ１は、クラウン開口ｃｐ１の周囲に、段差部ｃｐ２を有している。段差部ｃｐ２の段差の高さは、クラウン部材ｃ１の厚みに略等しい。よって、ヘッド２の外面において、クラウン部材ｃ１とヘッド本体ｈ１との境界線ｋ１に段差は無い。

クラウン部材ｃ１は、クラウン６の一部を形成している。クラウン部材ｃ１は、クラウン６の大部分を形成している。クラウン部材ｃ１は、クラウン６の面積の５０％以上を占めている。

クラウン部材ｃ１とヘッド本体ｈ１との接合方法は、接着である。この接着には、接着剤が用いられている。クラウン開口ｃｐ１と段差部ｃｐ２との間の領域が、重複部ａ１である。この重複部ａ１では、クラウン部材ｃ１とヘッド本体ｈ１とが重なっている。この重複部ａ１において、クラウン部材ｃ１とヘッド本体ｈ１とが接合されている。重複部ａ１は、クラウン開口ｃｐ１の周囲全体に亘って設けられている。

重複部ａ１以外の部分において、クラウン部材ｃ１は、ヘッド本体ｈ１によってバックアップされていない。重複部ａ１以外の部分において、クラウン部材ｃ１は、単独でクラウン６を形成している。

クラウン部材ｃ１は、ＣＦＲＰによって形成されている。ＣＦＲＰとは、炭素繊維強化プラスチックを意味する。本実施形態では、クラウン部材ｃ１がＣＦＲＰ部材１６である。

本願において、ＣＦＲＰ部材のみで構成されている部分が、ＣＦＲＰ単独部とも称される。クラウン部材ｃ１において、重複部ａ１を除く部分が、ＣＦＲＰ単独部である。換言すれば、ＣＦＲＰ単独部は、クラウン開口ｃｐ１よりも内側の部分である。ＣＦＲＰ単独部は、ヘッド本体ｈ１によってバックアップされていない。ＣＦＲＰ単独部は、クラウン６の面積の５０％以上を占めている。

なお、ＣＦＲＰ部材１６は、クラウン６以外の部分に配置されていてもよい。ＣＦＲＰ部材１６が、クラウン６及びサイド１４に設けられても良い。ＣＦＲＰ部材１６が、クラウン６、サイド１４及びソール８に設けられてもよい。ＣＦＲＰ部材１６が、ソール８に設けられてもよい。ＣＦＲＰ部材１６が、ソール８及びサイド１４に設けられても良い。

ＣＦＲＰ部材１６は、積層体である。ＣＦＲＰ部材１６は、複数の層によって形成されている。全ての層が、ＣＦＲＰによって形成されている。

ＣＦＲＰ部材１６の作製には、プリプレグが用いられる。プリプレグは、マトリックス樹脂と炭素繊維とを有する。１つの層は、１枚のプリプレグによって形成されている。複数のプリプレグを重ねることで、積層体が形成される。

図３は、ＣＦＲＰ部材１６（クラウン部材ｃ１）の積層を示す分解斜視図である。図４は、ＣＦＲＰ部材１６の積層を示す平面図である。ＣＦＲＰ部材１６は、７つの層を有する。ＣＦＲＰ部材１６は、第１層ｓ１、第２層ｓ２、第３層ｓ３、第４層ｓ４、第５層ｓ５、第６層ｓ６及び第７層ｓ７を有する。第１層ｓ１は、最内層である。第１層ｓ１は、ヘッド２の内面を形成している。換言すれば、第１層ｓ１は、ヘッド２の中空部に接している。第７層ｓ７は、最外層である。第７層ｓ７は、ヘッド２の外面を形成している。外観性の観点から、通常、第７層ｓ７（最外層）の外面は、研磨される。更に研磨された表面には、通常、塗装が施される。本実施形態では、第７層ｓ７の外側に塗膜が形成される。なお、図３では各層は平坦であるが、実際のヘッド２では、各層は曲面を形成する。また図３において、各層の厚みは、実際よりも厚く描かれている。

ＣＦＲＰ部材１６の作製では、ＣＦＲＰ部材１６を成形するための金型が準備される。また、図３に示される如く、複数のプリプレグが裁断される。次に、これらのプリプレグは、重ねられつつ、上記金型にセットされる。次に、加熱及び加圧がなされる。この加熱により、マトリクス樹脂が硬化され、ＣＦＲＰ部材１６が成形される。

ＣＦＲＰ部材１６は、ＵＤ積層部１８と、クロス層２０とを有する。ＵＤ積層部１８は、ＵＤ層が積層した部分である。ＵＤとは、ユニディレクションの略である。ＵＤ層では、繊維の配向が１方向である。ＵＤ層は、ＵＤプリプレグによって形成される。クロス層２０では、炭素繊維の配向は、一般に２方向である。典型的なクロス層２０は、炭素繊維の織物を有している。典型的なクロス層２０は、織物プリプレグによって形成される。

本実施形態では、第１層ｓ１から第６層ｓ６までがＵＤ積層部１８であり、第７層ｓ７がクロス層２０である。クロス層２０は、ＵＤ積層部１８の外側に位置する。ＵＤ積層部１８とクロス層２０とは、接している。

［積層対称性］
本願では、「積層対称性」との文言が用いられる。この文言は、本願において独自に定義される。この積層対称性は、ＵＤ積層部１８において定義される。この積層対称性は、スペックごとに定義されうる。このスペックとして、繊維の配向角度、層厚み、炭素繊維種類、繊維含有率及びプリプレグ種類が例示される。

積層対称性とは、あらゆるｎにおいて、中立面から数えて外側のｎ層目と、中立面から数えて内側のｎ層目とで、スペックが実質的に同じであることを意味する。ｎは１以上の整数である。

図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は、積層対称性を説明するための図である。図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は、それぞれ、ＵＤ積層部の断面図を示す。なお、この断面図では、各層が平坦であるが、実際には、各層は曲面を形成する。

ＵＤ積層部の層数Ｎが偶数である場合、上記中立面は、［Ｎ／２］層目と、［（Ｎ／２）＋１］層目との境界を意味する。例えば、図５（Ａ）が示すように、ＵＤ積層部の層数Ｎが６である場合、中立面ｍ１は、第３層ｓ３と第４層ｓ４との境界である。この図５（Ａ）の実施形態は、次の（ａ１）、（ａ２）及び（ａ３）を満たす。よって、図５（Ａ）の実施形態は、繊維の配向角度における積層対称性を有する。
（ａ１）第３層ｓ３と第４層ｓ４とで繊維の配向角度が実質的に同一である。
（ａ２）第２層ｓ２と第５層ｓ５とで繊維の配向角度が実質的に同一である。
（ａ３）第１層ｓ１と第６層ｓ６とで繊維の配向角度が実質的に同一である。

一方、ＵＤ積層部の層数Ｎが奇数である場合、上記中立面は、［（Ｎ／２）＋１］層目の層自体を意味する。例えば、図５（Ｂ）が示すように、ＵＤ積層部の層数Ｎが５である場合、中立面ｍ１は、第３層ｓ３である。この図５（Ｂ）の実施形態は、次の（ｂ１）及び（ｂ２）を満たす。よって、図５（Ｂ）の実施形態は、繊維の配向角度における積層対称性を有する。
（ｂ１）第２層ｓ２と第４層ｓ４とで繊維の配向角度が実質的に同一である。
（ｂ２）第１層ｓ１と第５層ｓ５とで繊維の配向角度が実質的に同一である。

なお、繊維の配向角度において、「実質的に」とは、±１０°（好ましくは±５°）の誤差を許容する趣旨である。通常、ヘッド２の外面は、自由曲面によって形成されており、平面ではない。このため、繊維の配向角度には、ある程度の誤差が不可避的に生ずる。

上述の説明は、繊維の配向角度における積層対称性である。他のスペックにおける積層対称性も同様に定義される。例えば、ＵＤ積層部の層数Ｎが６である場合、次の（ａ４）、（ａ５）及び（ａ６）を満たすＵＤ積層部は、層厚みにおける積層対称性を有する。
（ａ４）第３層ｓ３と第４層ｓ４とで層厚みが実質的に同一である。
（ａ５）第２層ｓ２と第５層ｓ５とで層厚みが実質的に同一である。
（ａ６）第１層ｓ１と第６層ｓ６とで層厚みが実質的に同一である。

なお、層厚みにおいて、「実質的に」とは、±１０％（好ましくは±５％）の誤差を許容する趣旨である。通常、ＵＤ積層部１８の成形工程において、マトリックス樹脂の一部が流動する。このため、層厚みには、ある程度の誤差が不可避的に生ずる。

同様に、例えば、ＵＤ積層部の層数Ｎが６である場合、次の（ａ７）、（ａ８）及び（ａ９）を満たすＵＤ積層部は、プリプレグ種類における積層対称性を有する。
（ａ４）第３層ｓ３と第４層ｓ４とで、使用されたプリプレグの種類が同一である。
（ａ５）第２層ｓ２と第５層ｓ５とで、使用されたプリプレグの種類が同一である。
（ａ６）第１層ｓ１と第６層ｓ６とで、使用されたプリプレグの種類が同一である。

プリプレグの種類は、プリプレグの品番によって判別されうる。

本願では、繊維の配向角度が数値により表記される。理解を容易とするため、本願における配向角度θの表記において、次のルールを定める（図４参照）。
［ルール１］：繊維の配向角度は、クラウン側から見た平面視において決定される。
［ルール２］：フェース−バック方向ＦＢに対して４５°傾斜した角度が、基準方向Ｘ１とされる。この基準方向Ｘ１が、０°とされる。
［ルール３］：クラウン側から見て、時計回り方向がプラスとされ、反時計回り方向がマイナスとされる。

なお、配向角度θは、±１０°（好ましくは±５°）の許容範囲を有している。

図４が示すように、ＣＦＲＰ部材１６では、第１層ｓ１の配向角度θは６０°（＋６０°）であり、第２層ｓ２の配向角度θは−６０°であり、第３層ｓ３の配向角度θは０°であり、第４層ｓ４の配向角度θは０°であり、第５層ｓ５の配向角度θは−６０°であり、第６層ｓ６の配向角度θは６０°である。なお、第７層ｓ７の配向角度θは、０°及び４５°である。

したがって、ＵＤ積層部１８は、繊維の配向角度における積層対称性を有する。

ＵＤ積層部１８において、第３層ｓ３と第４層ｓ４とで使用されたプリプレグの種類が同一であり、第２層ｓ２と第５層ｓ５とで使用されたプリプレグの種類が同一であり、第１層ｓ１と第６層ｓ６とで使用されたプリプレグの種類が同一である。よって、ＵＤ積層部１８は、プリプレグ種類における積層対称性を有する。プリプレグの種類が同一であれば、層厚みは同一であり、炭素繊維種類も同一であり、繊維含有率（質量％）も同一である。よって、ＵＤ積層部１８は、層厚みにおける積層対称性を有する。ＵＤ積層部１８は、炭素繊維種類における積層対称性を有する。ＵＤ積層部１８は、繊維含有率における積層対称性を有する。

上述の通り、ＵＤ積層部１８において、繊維の配向は、−６０°（±１０°）、０°（±１０°）及び６０°（±１０°）である。即ち、ＵＤ積層部１８において、繊維の配向は、実質的に３方向である。

この３方向が、第１方向、第２方向及び第３方向とされる。ＵＤ積層部１８では、第１方向に対する第２方向の角度が、＋６０°（±１０°）である。更に、第１方向に対する第３方向の角度が、−６０°（±１０°）である。ＵＤ積層部１８において、この３方向以外の方向に配向する繊維は存在しない。

繊維が実質的に３方向であるＵＤ積層部１８は、２方向及び４方向の場合と比較して、有利な効果を奏しうることが判明した。３方向への配向が、打球音の改善に有利であることが判明した。この効果は、後述される実施例によって示される。

ＣＦＲＰ部材１６を用いる目的の一つは、余剰重量の創出である。よって、より軽量なＣＦＲＰ部材１６が望まれる。軽量化を達成するためには、層数が限定される。限られた層数において、打球音の改善が望まれる。３方向への配置は、層数が限定された条件下において、打球音を効果的に改善しうる。

更に、積層対称性が、ヘッドの固有振動数を高めるのに有利であることが判明した。石勝対称性は、打球音の改善に有利である。詳細な理由は不明である。積層対称性の効果は、後述される実施例によって示される

ＵＤ積層部１８の層数は、限定されない。繊維を３方向とする観点から、ＵＤ積層部１８の層数は３層以上とされる。打球音の周波数を高める観点から、ＵＤ積層部１８の層数は、５層以上が好ましく、６層以上がより好ましい。軽量化の観点から、ＵＤ積層部１８の層数は、１２層以下が好ましく、９層以下がより好ましく、７層以下がより好ましい。

打球音の周波数を高める観点から、ＵＤ積層部１８の厚みは、０．５ｍｍ以上が好ましく、０．６ｍｍ以上がより好ましい。軽量化の観点から、ＵＤ積層部１８の厚みは、０．９ｍｍ以下が好ましく、０．８ｍｍ以下がより好ましい。

打球音の周波数を高める観点から、ＣＦＲＰ部材の厚み（総厚み）は、０．５ｍｍ以上が好ましく、０．６ｍｍ以上がより好ましい。軽量化の観点から、ＣＦＲＰ部材の厚みは、０．９ｍｍ以下が好ましく、０．８ｍｍ以下がより好ましい。

ＣＦＲＰ部材の使用に起因して、余剰重量が生まれる。この余剰重量は、ヘッドの設計自由度を向上させる。より好ましくは、ＣＦＲＰ部材は、ヘッド重心位置を下げるために用いられる。ヘッドの重心位置を下げることで、高い打ち出し角と少ないバックスピン速度が達成されうる。低い重心位置は、飛距離の増大に寄与しうる。この観点から、ＣＦＲＰ部材の重心位置は、ヘッド全体の重心位置よりも上側であるのが好ましい。ＣＦＲＰ部材の好ましい配置として、次の配置ＡからＤが挙げられる。
［配置Ａ］：ＣＦＲＰ部材が、クラウンの一部を構成する。
［配置Ｂ］：ＣＦＲＰ部材が、クラウンの全体を構成する。
［配置Ｃ］：ＣＦＲＰ部材が、クラウンの一部及びサイドの一部を構成する。
［配置Ｄ］：ＣＦＲＰ部材が、クラウンの全体及びサイドの一部を構成する。

余剰重量の創出に大きく寄与するのは、前述したＣＦＲＰ単独部である。換言すれば、重心位置の移動に大きく寄与するのは、このＣＦＲＰ単独部である。この観点から、以下の配置ＥからＨがより好ましい。
［配置Ｅ］：ＣＦＲＰ単独部が、クラウンの一部を構成する。
［配置Ｆ］：ＣＦＲＰ単独部が、クラウンの全体を構成する。
［配置Ｇ］：ＣＦＲＰ単独部が、クラウンの一部及びサイドの一部を構成する。
［配置Ｈ］：ＣＦＲＰ単独部が、クラウンの全体及びサイドの一部を構成する。

ヘッド重心を下げる観点からは、ＣＦＲＰ部材がソールを構成しないのが好ましい。

上述のＣＦＲＰ部材が用いられることで、打球音の改善が達成される。更に、上述のＣＦＲＰ部材が用いられることで、ヘッド体積及びヘッド慣性モーメントを増加させつつ、ヘッド重量を抑制することができる。この観点から、ヘッド体積は４００ｃｃ以上であるのが好ましい。空気抵抗の低減及び構えやすさの観点から、ヘッド体積は、５００ｃｃ以下が好ましく、４７０ｃｃ以下がより好ましく、４６０ｃｃ以下が更に好ましい。上記構成のＣＦＲＰ部材により、ヘッド重量が２００ｇ以下に抑制されうる。耐久性の観点から、ヘッド重量は１００ｇ以上が好ましく、１５０ｇ以上がより好ましい。

打球の方向安定性の観点から、ヘッドの左右慣性モーメント（左右ＭＩ）は、４６００ｇ・ｃｍ^２以上が好ましく、５０００ｇ・ｃｍ^２以上がより好ましく、５５００ｇ・ｃｍ^２以上が更に好ましい。性能上、左右ＭＩに制限を設ける必要は無い。但し、使用される材料及び構造を考慮すると、左右ＭＩは、８０００ｇ・ｃｍ^２以下、更には７０００ｇ・ｃｍ^２以下に限定されてもよい。

左右ＭＩの測定（計算）では、Ｚ軸が考慮される。このＺ軸は、上記基準状態のヘッドにおいて、上記水平面ｈに対して垂直な軸線である。左右ＭＩは、ヘッド重心を通りこのＺ軸に平行な軸回りの慣性モーメントである。

クロス層２０は、用いられても良いし、用いられなくても良い。クロス層２０は、成形性を向上させうる。ＣＦＲＰ部材の成形中において、各層に皺が発生しうる。クロス層２０は、この皺の発生を抑制しうる。この効果を得る観点から、クロス層２０は、最外層及び／又は最内層に設けられるのが好ましく、最外層に設けられるのがより好ましい。

ヘッドの製造工程において、通常、ＣＦＲＰ部材の表面は研磨される。最外層のクロス層２０は、ＵＤ積層部１８における外側の層が研磨されることを防止する。ＵＤ積層部１８の外側の層が研磨された場合、ＵＤ積層部１８の積層対称性が失われる。クロス層２０の存在により、研磨がなされた場合であっても、ＵＤ積層部１８の積層対称性が維持される。また、最外層のクロス層２０は、研磨後の表面を滑らかにするのに役立つ。この滑らかさは、ヘッドの美観性を向上させうる。これらの観点から、クロス層２０は、最外層に設けられるのが好ましい。

これらの効果を高める観点、及びコスト低減の観点から、クロス層２０は、互いに配向が９０°相違する２方向の繊維を有するのが好ましい。

後述される実施例が示すように、クロス層２０における繊維の配向の影響は小さいことが判明した。ＵＤ積層部１８における繊維の配向が重要である。この観点から、クロス層２０における繊維の配向は限定されない。

重量抑制の観点から、クロス層２０の層数は、２以下であるのが好ましく、１がより好ましい。

ＣＦＲＰ部材に用いられる炭素繊維の引張弾性率は限定されない。強度と剛性とのバランスの観点から、この引張弾性率は、２３．５（ｔｏｎｆ／ｍｍ^２）以上が好ましく、４０（ｔｏｎｆ／ｍｍ^２）以下が好ましい。

ＣＦＲＰ部材の材料として使用可能なプリプレグの例が、表１に示される。

前述したように、上記３方向のそれぞれが、第１方向、第２方向及び第３方向とされる。ここで、繊維の向きが第１方向である層の数がＮ１とされ、繊維の向きが第２方向である層の数がＮ２とされ、繊維の向きが第３方向である層の数がＮ３とされる。Ｎ１は、１以上の整数である。Ｎ２は、１以上の整数である。Ｎ３は、１以上の整数である。

軽量化の観点から、Ｎ１は、４以下が好ましく、３以下がより好ましい。同様に、Ｎ２は、４以下が好ましく、３以下がより好ましい。同様に、Ｎ３は、４以下が好ましく、３以下がより好ましい。

Ｎ１、Ｎ２及びＮ３のうちの最大値がＮｍａｘとされ、Ｎ１、Ｎ２及びＮ３のうちの最小値がＮｍｉｎとされる。積層対称性の観点から、差（Ｎｍａｘ−Ｎｍｉｎ）は、１以下が好ましく、０が特に好ましい。

好ましくは、ヘッドの固有モード及びヘッドの固有振動数が考慮される。これらを考慮することで、ＣＦＲＰ部材を用いたヘッドの打球音が効果的に改善されうる。

本願において、以下の用語が用いられる。

［固有モード］
あらゆる物体は、振動するときの固有の形態を有する。この固有の形態が、固有モードである。本願では、ヘッド（ヘッド全体）の固有モードが考慮される。ヘッドの固有モードは、打球音と関連する。

本願にいう「固有モード」とは、ヘッドの固有モードである。本願において、単に「固有モード」という場合、ヘッド全体の固有モードを意味する。本願において、「ヘッドの固有モード」という場合も、ヘッド全体の固有モードを意味する。

固有モードを得る方法は限定されず、モード試験（実験モード解析とも称される）又はモード解析が用いられ得る。モード試験では、加振実験を行い、この実験の結果に基づいて、固有モードを求める。モード解析では、シミュレーションにより、固有モードを求める。このシミュレーションでは、例えば、有限要素法が用いられ得る。モード試験及びモード解析の方法は、公知である。

モード試験又はモード解析は、自由支持条件で行われる。即ち、拘束条件がフリーとされる。モード解析では、例えば、市販の固有値解析ソフトウェアが用いられる。このソフトウェアとして、商品名「ＡＢＡＱＵＳ」（ＳＩＭＵＬＩＡ製）、ＭＡＲＣ（ＭＳＣ ＳＯＦＴＷＡＲＥ社製）及び商品名「ＮＸ」（Ｓｉｅｍｅｎｓ ＰＬＭ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ社製）が例示される。

後述される実施例では、固有値解析ソフトウェアを用いたモード解析がなされている。一方、実測によるモード試験は、例えば、次のように実施される。ヘッドのいずれかの部位（例えばネック端面）に糸を取り付け、ヘッドを糸につるした状態で、ヘッド各部をインパクトハンマーで叩き、フェース中心の加速度応答との伝達関数を計測することで、モードが求められる。

［固有振動数］
本願にいう「固有振動数」とは、ヘッドの固有振動数である。本願において、単に「固有振動数」という場合、ヘッド全体の固有振動数を意味する。

［Ｎ次固有振動数］
本願にいう「Ｎ次固有振動数」とは、「ヘッド全体における固有振動数のうち、小さい方から数えてＮ番目の固有振動数」である。ただし、Ｎは１以上の整数である。ヘッドが変形しない剛体モードは、次数に数えない。例えば、「一次固有振動数」とは、「ヘッド全体における一次の固有振動数」である。例えば、「二次固有振動数」とは、「ヘッド全体における二次の固有振動数」である。本願において、単に「Ｎ次固有振動数」という場合、ヘッド全体におけるＮ次の固有振動数を意味する。

［Ｎ次モード］
本願にいう「Ｎ次モード」とは、「ヘッド全体におけるＮ次の固有モード」である。ただし、Ｎは１以上の整数である。例えば、「一次モード」とは、「ヘッド全体における一次の固有モード」である。例えば、「二次モード」とは、「ヘッド全体における二次の固有モード」である。本願において、単に「Ｎ次モード」という場合、ヘッド全体におけるＮ次の固有モードを意味する。

「一次固有振動数」は、ヘッドの固有振動数のうち、最も小さい固有振動数である。「二次固有振動数」は、小さいほうから２番目の固有振動数である。「３次固有振動数」は、小さい方から３番目の固有振動数である。「Ｎ次固有振動数」とは、小さい方からＮ番目の固有振動数である。打球音を高くするには、「一次固有振動数」を高くするのが最も有効であると考えられる。次数が低いほど、打球音に対する影響は大きい傾向にある。

［ヘッドの次数］
ヘッド全体における固有モードの次数を意味する。

［最大振幅点］
Ｎ次の固有モードにおいて、最も振幅が大きい点が、最大振幅点である。最大振幅点は、通常、各次の固有モード毎に、一箇所である。例えば、一次モードでの最大振幅点Ｐｍ１は、通常、一箇所である。同様に、二次モードでの最大振幅点Ｐｍ２は、通常、一箇所である。最大振幅点Ｐｍ１は、一次モードにおいて、最も振幅の大きな点である。最大振幅点Ｐｍ２は、二次モードにおいて、最も振幅の大きな点である。

打球音は、ゴルフクラブの重要な性能の一つとみなされている。この打球音を改善するため、後述される実施例では、ＣＦＲＰ部材が設けられた部位での振動が解析される。ＣＦＲＰ部材は、チタン合金等の金属と比較して、減衰比が大きい。この大きな減衰比は、打球音を短くする。またＣＦＲＰ部材は、チタン合金等の金属と比較して、打球音の周波数を低下させやすい。より長く且つ高い打球音が望まれる。

ＣＦＲＰ部材が設けられることで、打球音の周波数は低くなる傾向にあり、且つ、打球音が短くなる傾向にある。このような打球音を改善するため、ＣＦＲＰ部材が設けられた部位での振動が解析されるのが好ましい。後述される実施例において、この解析が示される。

本発明は打球音を改善しうる。よって本発明は、打球音が大きいヘッドに適用されるのが好ましい。この観点から、中空ヘッドが好ましく、ヘッドの肉厚が薄くされるのが好ましい。打球音の大きさの観点から、ソールの平均厚さＴｓは、１．５ｍｍ以下が好ましく、１．２ｍｍ以下が好ましく、１．０ｍｍ以下がより好ましく、０．８ｍｍ以下がより好ましい。ヘッドの強度の観点から、ソールの平均厚さＴｓは、０．５ｍｍ以上が好ましい。打球音の大きさの観点から、クラウンの平均厚さＴｃは、１．２ｍｍ以下が好ましく、１．０ｍｍ以下が好ましく、０．８ｍｍ以下がより好ましく、０．７ｍｍ以下がより好ましい。ヘッドの強度の観点から、クラウンの平均厚さＴｃは、０．４ｍｍ以上が好ましい。

打球音の高さの観点から、ヘッド本体ｈ１の材質は、金属が好ましい。この金属として、純チタン、チタン合金、ステンレス鋼、マレージング鋼、アルミニウム合金、マグネシウム合金及びタングステン−ニッケル合金から選ばれる一種以上の金属が例示される。ステンレス鋼として、ＳＵＳ６３０及びＳＵＳ３０４が例示される。ステンレス鋼の具体例として、ＣＵＳＴＯＭ４５０（カーペンター社製）が例示される。チタン合金として、６−４チタン（Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ）、Ｔｉ−１５Ｖ−３Ｃｒ−３Ｓｎ−３Ａｌ等が例示される。ヘッド体積が大きい場合、打球音が大きくなりやすい。本発明は、打球音が大きなヘッドにおいて特に効果的である。この観点から、ヘッド本体ｈ１の材質は、チタン合金が特に好ましい。この観点から、ソール及びサイドの材質は、チタン合金が好ましい。

以下、実施例によって本発明の効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるべきではない。

［シミュレーション用ヘッドデータの作成］
図１及び図２に示されるヘッドの三次元データが作製された。ヘッド体積は４４９ｃｃとされ、ヘッド重量は１７８ｇとされた。市販のプリプロセッサ（ＨｙｐｅｒＭｅｓｈ等）を用いて、ヘッドを有限の要素にメッシュ分割し、計算モデルを得た。図６は、メッシュ分割されたヘッドの平面図であり、図７は、メッシュ分割されたヘッドの底面図である。図６のクラウンにおいて黒く塗られた部分が、ＣＦＲＰ部材を示している。図８は、図６と同じく、メッシュ分割されたヘッドの平面図である。図８では、図６と異なり、ＣＦＲＰ部材が黒く塗られていない。図８では、前述したクラウン開口ｃｐ１の位置が太線で示されている。このクラウン開口ｃｐ１の内側が、前述したＣＦＲＰ単独部である。

クラウン開口ｃｐ１（図８参照）は、ＣＦＲＰ部材の輪郭線（図６参照）よりも内側に位置する。ＣＦＲＰ部材の輪郭線とクラウン開口ｃｐ１との間の領域が、前述した重複部ａ１（図示されず）である。

このヘッドを用いて、固有値解析を行い、固有振動数及びモード形状を計算した。この固有値解析には、固有値解析ソフトウェアを用いた。このソフトウェアとして、ＭＳＣ Ｓｏｆｔｗａｒｅ社製の「ＮＡＳＴＲＡＮ」が用いられた。境界条件は自由支持（拘束なし）とされた。

このように作成されたヘッドデータを用い、ＣＦＲＰ部材の積層構成を様々に変更してシミュレーション（固有値解析）を行った。なお、以下の計算モデルの全てにおいて、各層の厚みは、均等とされた。即ち、各層の厚みは、ＣＦＲＰ部材の厚みを層数で割った値とされた。

また、シミュレーションでは、次の物性値が用いられた。繊維弾性率が２４（ｔｏｎｆ／ｍｍ^２）の層では、縦方向弾性率が１４２ＧＰａとされ、ポアソン比が０．３２とされ、横方向弾性率が８．８ＧＰａとされ、面内せん断弾性係数が４．２ＧＰａとされた。繊維弾性率が３０（ｔｏｎｆ／ｍｍ^２）の層では、縦方向弾性率が１６８ＧＰａとされ、ポアソン比が０．３１とされ、横方向弾性率が７．９ＧＰａとされ、面内せん断弾性係数が４．１ＧＰａとされた。繊維弾性率が４０（ｔｏｎｆ／ｍｍ^２）の層では、縦方向弾性率が２２８ＧＰａとされ、ポアソン比が０．２６とされ、横方向弾性率が７．２ＧＰａとされ、面内せん断弾性係数が４．１ＧＰａとされた。なお、縦方向とは繊維配向に対して平行な方向を意味し、横方向とは繊維配向に対して垂直な方向を意味する。

本発明の効果を詳細に確認する目的で、３種類のシミュレーションが実施された。シミュレーションＡ、シミュレーションＢ及びシミュレーションＣの順に、説明する。

［シミュレーションＡ］
ＣＦＲＰ部材の仕様を変更することにより、ヘッド（計算モデル）Ａ１からＡ１６を得た。これらのヘッドの一次固有振動数が計算された。一次固有振動数が高いほど、打球音が高くなりやすい。一次固有振動数が高いほど、良好な結果であると言える。

［ヘッドＡ１］
ヘッドＡ１におけるＣＦＲＰ部材の仕様は、次の通りとされた。このヘッドＡ１の仕様は、下記の表２にも示されている。
・繊維の引張弾性率：２４（ｔｏｎｆ／ｍｍ^２）
・合計の層数：６
・ＵＤ積層部の層数：６
・クロス層の層数：０
・ＣＦＲＰ部材の総厚み：０．７６ｍｍ
・繊維の配向角度（内側の層から順に）：９０°／０°／９０°／３０°／１５０°／９０°

［ヘッドＡ２からＡ１６］
ＵＤ積層部の層数が、ヘッドＡ２からＡ１０では６とされ、ヘッドＡ１１では８とされ、ヘッドＡ１２では１０とされ、ヘッドＡ１３からＡ１６では５とされた。これらのヘッドの仕様が、下記の表２に示される。

各ヘッドにおける一次固有振動数の計算結果は、次の通りである。
・［ヘッドＡ１］：４８４１Ｈｚ
・［ヘッドＡ２］：５０４１Ｈｚ
・［ヘッドＡ３］：５００１Ｈｚ
・［ヘッドＡ４］：５００２Ｈｚ
・［ヘッドＡ５］：４９６８Ｈｚ
・［ヘッドＡ６］：４９８３Ｈｚ
・［ヘッドＡ７］：４９５４Ｈｚ
・［ヘッドＡ８］：４０７４Ｈｚ
・［ヘッドＡ９］：４５５４Ｈｚ
・［ヘッドＡ１０］：５０８７Ｈｚ
・［ヘッドＡ１１］：４２４４Ｈｚ
・［ヘッドＡ１２］：４４９８Ｈｚ
・［ヘッドＡ１３］：４６０６Ｈｚ
・［ヘッドＡ１４］：４７４６Ｈｚ
・［ヘッドＡ１５］：４６４１Ｈｚ
・［ヘッドＡ１６］：４７３７Ｈｚ

図９は、これらヘッドＡ１からＡ１６の一次固有振動数がプロットされたグラフである。図１０及び１１は、これらヘッドＡ１からＡ１６の一次モードでの振動が示されたシミュレーション画像である。図１０には、ヘッドＡ１からＡ８が示されている。図１１には、ヘッドＡ９からＡ１６が示されている。これらのシミュレーション画像においては、濃い部分ほど振幅が大きい。

これら図１０及び１１において、最も濃い部分の中心部が、一次モードでの最大振幅点Ｐｍ１である。いずれのヘッドにおいても、最大振幅点Ｐｍ１は、ＣＦＲＰ単独部に位置している。ただし、ヘッドによって、最大振幅点Ｐｍ１の位置は相違している。

図９が示すように、一次固有振動数に相違が見られた。これらの相違は、本発明の効果を示している。この効果について以下に説明する。

ヘッドＡ１からヘッドＡ８は、繊維の配向を除き、ＣＦＲＰ部材の仕様が共通である。これらヘッドＡ１からＡ８において一次固有振動数を比較すると、ヘッドＡ８が最も低く、次に低いのがヘッドＡ１である。ヘッドＡ２からＡ７では、一次固有振動数が比較的高い。ヘッドＡ８の繊維の配向は２方向である。ヘッドＡ１の繊維の配向は４方向である。これらに対して、ヘッドＡ２からＡ７の繊維の配向は３方向である。この結果から、繊維の配向が３方向であることの優位性が示されている。

ヘッドＡ２とヘッドＡ３とは、積層の順序以外、同一である。ヘッドＡ２は繊維の配向角度における積層対称性を有するが、ヘッドＡ３はその積層対称性を有さない。これら両者を比較すると、ヘッドＡ２のほうが一次固有振動数が高い。これは、積層対称性の優位性を示している。同様に、ヘッドＡ４とヘッドＡ５との比較において、積層対称性の優位性が示されている。同様に、ヘッドＡ６とヘッドＡ７との比較において、積層対称性の優位性が示されている。

ヘッドＡ８からＡ１０では、繊維の引張弾性率のみが相違している。引張弾性率が大きいほど、一次固有振動数が高い。

ヘッドＡ１１及びＡ１２では、層数が増やされており、ＣＦＲＰ部材の厚みも大きい。それにも関わらず、これらヘッドＡ１１及びＡ１２の一次固有振動数は、前述したヘッドＡ２からＡ７よりも低い。この結果も、繊維の配向が３方向であることの優位性を示している。

ヘッドＡ１３からＡ１６では、層数が５である。ヘッドＡ１３とヘッドＡ１５とは、積層の順序以外、同一である。ヘッドＡ１５は繊維の配向角度における積層対称性を有するが、ヘッドＡ１３はその積層対称性を有さない。これら両者を比較すると、ヘッドＡ１５のほうが一次固有振動数が高い。これは、積層対称性の優位性を示している。同様に、ヘッドＡ１４とヘッドＡ１６との比較において、積層対称性の優位性が示されている。

［シミュレーションＢ］
シミュレーションＢでは、積層間における繊維角度の相対関係を固定し、配向角度の絶対値の影響を検討した。先ず、次の２種類の積層パターンＢｘ及びＢｙが決定された。積層パターンＢｘでは、繊維の配向が２方向とされた。積層パターンＢｙでは、繊維の配向が３方向とされた。いずれのパターンも、層数は６である。
・［積層パターンＢｘ］：ＣＦＲＰ部材の各層の角度が、内側から順に、０°／９０°／０°／９０°／９０°／０°。
・［積層パターンＢｙ］：ＣＦＲＰ部材の各層の角度が、内側から順に、０°／−６０°／−１２０°／０°／−６０°／−１２０°。

なお、積層パターンＢｘ及びＢｙのいずれにおいても、各層の厚みは、内側から順に、０．１ｍｍ／０．１ｍｍ／０．１５ｍｍ／０．１５ｍｍ／０．１ｍｍ／０．１ｍｍとされた。

繊維角度の相対関係が上記パターンＢｘと同じであるヘッドＢｘ１からＢｘ７が作成された。
・［ヘッドＢｘ１］：最内層の繊維の配向角度が−４５°である。
・［ヘッドＢｘ２］：最内層の繊維の配向角度が−３０°である。
・［ヘッドＢｘ３］：最内層の繊維の配向角度が−１５°である。
・［ヘッドＢｘ４］：最内層の繊維の配向角度が０°である。
・［ヘッドＢｘ５］：最内層の繊維の配向角度が１５°である。
・［ヘッドＢｘ６］：最内層の繊維の配向角度が３０°である。
・［ヘッドＢｘ７］：最内層の繊維の配向角度が４５°である。

即ち、これらヘッドＢｘ１からＢｘ７は、積層パターンＢｘを回転させることで得られうる。

同様に、繊維角度の相対関係が上記パターンＢｙと同じであるヘッドＢｙ１からＢｙ７が作成された。
・［ヘッドＢｙ１］：最内層の繊維の配向角度が−４５°である。
・［ヘッドＢｙ２］：最内層の繊維の配向角度が−３０°である。
・［ヘッドＢｙ３］：最内層の繊維の配向角度が−１５°である。
・［ヘッドＢｙ４］：最内層の繊維の配向角度が０°である。
・［ヘッドＢｙ５］：最内層の繊維の配向角度が１５°である。
・［ヘッドＢｙ６］：最内層の繊維の配向角度が３０°である。
・［ヘッドＢｙ７］：最内層の繊維の配向角度が４５°である。

即ち、これらヘッドＢｙ１からＢｙ７は、積層パターンＢｙを回転させることで得られうる。

このシミュレーションＢでは、最大振幅点がクラウンに位置する場合における最低次Ｄｃが決定され、この最低次Ｄｃでの固有振動数ｆｍが計算された。例えば、一次モードでの最大振幅点Ｐｍ１がソールに位置し、二次モードでの最大振幅点Ｐｍ２もソールに位置し、三次モードでの最大振幅点Ｐｍ３もソールに位置し、四次モードでの最大振幅点Ｐｍ４がクラウンに位置するとき、最低次Ｄｃは四次であり、この最低次Ｄｃでの固有振動数ｆｍは、四次固有振動数である。なお本願では、この最低次Ｄｃが、クラウン一次とも称される。上記固有振動数ｆｍが、クラウン一次固有振動数とも称される。

この最低次Ｄｃでの固有振動数ｆｍは、ＣＦＲＰ部材が存在する部位（クラウン）での振動を反映している。この固有振動数ｆｍは、打球音とＣＦＲＰ部材との関連性を示す。

各ヘッドにおける固有振動数ｆｍは、次の通りであった。
[２方向]
・［ヘッドＢｘ１］：３６６０Ｈｚ
・［ヘッドＢｘ２］：３７４４Ｈｚ
・［ヘッドＢｘ３］：３７８６Ｈｚ
・［ヘッドＢｘ４］：３７５１Ｈｚ
・［ヘッドＢｘ５］：３６７３Ｈｚ
・［ヘッドＢｘ６］：３６４４Ｈｚ
・［ヘッドＢｘ７］：３６８２Ｈｚ
[３方向]
・［ヘッドＢｙ１］：４２８４Ｈｚ
・［ヘッドＢｙ２］：４２８３Ｈｚ
・［ヘッドＢｙ３］：４２７９Ｈｚ
・［ヘッドＢｙ４］：４２７３Ｈｚ
・［ヘッドＢｙ５］：４２７２Ｈｚ
・［ヘッドＢｙ６］：４２７３Ｈｚ
・［ヘッドＢｙ７］：４２７６Ｈｚ

図１２は、これらの上記固有振動数ｆｍがプロットされたグラフである。この図１２が示すように、繊維の配向が３方向であるヘッドＢｙ１からＢｙ７では、上記固有振動数ｆｍの最大値と最小値との差が１２Ｈｚであった。即ち、繊維の配向が３方向である場合、上記固有振動数ｆｍは、繊維の配向の絶対値にあまり影響されないことが判明した。これに対して、繊維の配向が２方向であるヘッドＢｘ１からＢｘ７では、上記固有振動数ｆｍの最大値と最小値との差が１４２Ｈｚであった。即ち、繊維の配向が２方向である場合、上記固有振動数ｆｍは、繊維の配向の絶対値に影響されやすいことが判明した。繊維の配向が３方向である場合、製造誤差等により繊維の配向が変動しても、固有振動数ｆｍのバラツキが少ない。よって、安定した打球音が得られやすい。

更に、図１２が示すように、繊維の配向が３方向である場合、高い固有振動数ｆｍが得られやすい。よって、打球音の周波数が高くなりやすい。

図１３から１６は、最低次Ｄｃ（クラウン一次）での振動形態を示すシミュレーション画像である。図１３は、 ヘッドＢｘ１、Ｂｘ２及びＢｘ３の画像である。図１４は、 ヘッドＢｘ４、Ｂｘ５、Ｂｘ６及びＢｘ７の画像である。図１５は、 ヘッドＢｙ１、Ｂｙ２及びＢｙ３の画像である。図１６は、 ヘッドＢｙ４、Ｂｙ５、Ｂｙ６及びＢｙ７の画像である。濃い部分ほど振幅が大きい。

図１３及び図１４が示すように、ヘッドＢｘ１からＢｘ７では、クラウン一次モードにおける最大振幅点がＣＦＲＰ単独部に位置する。これに対して、ヘッドＢｙ１からＢｙ７では、クラウン一次モードにおける最大振幅点が、ＣＦＲＰ単独部に位置していない。ヘッドＢｙ１からＢｙ７では、クラウン一次モードにおける最大振幅点が、重複部ａ１又は金属単独部に位置している。金属単独部とは、金属のみからなる部分である。ＣＦＲＰに比較して金属は減衰率が小さい。クラウン一次モードにおける最大振幅点がＣＦＲＰ単独部から外れることで、打球音が長くなる。クラウン一次モードにおける最大振幅点がＣＦＲＰ単独部から外れることで、打球音の周波数が高くなる。これらの観点から、クラウン一次モードにおける最大振幅点がＣＦＲＰ単独部から外れているのが好ましい。ヘッドＢｘ１からＢｘ７の画像と、ヘッドＢｙ１からＢｙ７の画像とを比較すると、クラウン一次モードにおける最大振幅点が大きく移動している。この最大振幅点の移動は、繊維の配向が３方向とされたときの顕著な効果を示している。打球音の観点から、クラウン一次モードにおける最大振幅点が金属単独部に位置するのが最も好ましい。

なお、本実施形態の金属単独部は、チタン単独部である。チタン単独部は、チタン合金のみからなる部分である。

［シミュレーションＣ］
シミュレーションＣでは、クロス層の影響を検討した。最外層がクロス層であるヘッドの上記固有振動数ｆｍが計算された。

［ヘッドＣ１］
ヘッドＣ１におけるＣＦＲＰ部材の仕様は、次の通りとされた。このヘッドＣ１の仕様は、下記の表３にも示されている。
・繊維の引張弾性率：２４（ｔｏｎｆ／ｍｍ^２）
・合計の層数：７
・ＵＤ積層部の層数：６
・クロス層の層数：１
・クロス層の位置：最外層
・ＣＦＲＰ部材の総厚み：０．７０ｍｍ
・繊維の配向角度（内側の層から順に）：６０°／−６０°／０°／０°／−６０°／／６０°／０°と９０°とのクロス

なお、便宜上、クロス層は、厚みがＵＤ層の半分である層を２層重ねることにより構成した。これら２層において、繊維の配向角度を互いに９０°相違させた。

［ヘッドＣ２からＣ８］
ＵＤ層及びクロス層の配向が下記の表３のように変更された他はヘッドＣ１と同様にして、ヘッドＣ２からＣ８を作成した。これらのヘッドの仕様が、下記の表３に示される。

ヘッドＣ１についての計算結果は、一次固有振動数が３３９５Ｈｚであり、二次固有振動数が３８０９Ｈｚであり、三次固有振動数が３８３７Ｈｚであり、四次固有振動数が４２７７Ｈｚであった。ヘッドＣ１では、ヘッド四次モードがクラウン一次モードであった。

各ヘッドにおける固有振動数ｆｍは、次の通りであった。
・［ヘッドＣ１］：４２７７Ｈｚ
・［ヘッドＣ２］：４２６９Ｈｚ
・［ヘッドＣ３］：４２７９Ｈｚ
・［ヘッドＣ４］：４２７９Ｈｚ
・［ヘッドＣ５］：４２６９Ｈｚ
・［ヘッドＣ６］：３７３６Ｈｚ
・［ヘッドＣ７］：３７３９Ｈｚ
・［ヘッドＣ８］：３７５０Ｈｚ

なお、クラウン一次モードにおけるヘッドの次数（ヘッド全体での次数）は、ヘッドＣ１からＣ５では四次であり、ヘッドＣ６からＣ８では二次であった。

クラウン一次モードにおけるヘッドの次数は、クラウンの振動に起因する音の周波数に関連する。クラウン一次モードにおけるヘッドの次数を高めることで、クラウンの振動に起因する打球音を高くすることができる。よって、ＣＦＲＰ部材がクラウンに設けられても、打球音の周波数が低くなりにくい。この観点から、クラウン一次モードにおけるヘッドの次数は、三次以上が好ましく、四次以上がより好ましい。

図１７は、ヘッドＣ１からＣ８の固有振動数ｆｍをプロットしたグラフである。このグラフに示されるように、ヘッドＣ１からＣ５において固有振動数ｆｍはほぼ同じである。これは、クロス層の配向の影響が非常に少ないことを示している。即ち、ＵＤ積層部に着目することの有意性が示されている。

表３が示すように、ヘッドＣ１からＣ５では、ＵＤ積層部における繊維の配向が３方向である。一方、ヘッドＣ６からＣ８では、ＵＤ積層部における繊維の配向が２方向である。図１７が示すように、ヘッドＣ１からＣ５と、ヘッドＣ６からＣ８との間で、固有振動数ｆｍが顕著に相違している。ヘッドＣ１からＣ５は、ヘッドＣ６からＣ８に比べて、固有振動数ｆｍが高い。この結果は、３方向の優位性を示している。

図１８は、ヘッドＣ１における一次から四次までの振動形態を示すシミュレーション画像である。この図１８が示すように、ヘッドＣ１において、クラウン一次モードは、四次モードである。

図１９及び２０は、クラウン一次モードでの振動形態を示すシミュレーション画像である。図１９は、 ヘッドＣ２、Ｃ３、Ｃ４及びＣ５の画像である。図２０は、 ヘッドＣ６、Ｃ７及びＣ８の画像である。濃い部分ほど振幅が大きい。

図１８及び図１９が示すように、ヘッドＣ１からＣ５では、クラウン一次モードにおける最大振幅点が、ＣＦＲＰ単独部に位置していない。ヘッドＣ１からＣ５では、クラウン一次モードにおける最大振幅点が、重複部ａ１又は金属単独部に位置している。一方、図２０が示すように、ヘッドＣ６からＣ８では、クラウン一次モードにおける最大振幅点がＣＦＲＰ単独部に位置する。このように、繊維の配向を２方向から３方向に変更することで、クラウン一次モードにおける最大振幅点が大きく移動する。この移動により、固有振動数ｆｍが高くなる。この移動は、繊維の配向を３方向とすることの効果を示す一例である。

打球音の周波数を高くする観点から、上記固有振動数ｆｍは、３９００Ｈｚ以上が好ましく、４０００Ｈｚ以上がより好ましく、４１００Ｈｚ以上が更に好ましい。

以上に示されたように、繊維の配向を３方向とすることで、高い効果が得られる。これらのシミュレーション結果から、本発明の優位性は明らかである。

以上説明された方法は、あらゆるゴルフクラブヘッドに適用されうる。

２・・・ヘッド
４・・・フェース
６・・・クラウン
８・・・ソール
１０・・・ホーゼル
１２・・・シャフト孔
１４・・・サイド
１６・・・ＣＦＲＰ部材
１８・・・ＵＤ積層部
２０・・・クロス層
ｈ１・・・ヘッド本体
ｃ１・・・クラウン部材
ｃｐ１・・・クラウン開口
ｃｐ２・・・段差部
ＦＢ・・・フェース−バック方向
ｓ１・・・第１層（最内層）
ｓ２・・・第２層
ｓ３・・・第３層
ｓ４・・・第４層
ｓ５・・・第５層
ｓ６・・・第６層
ｓ７・・・第７層

Claims (6)

1. ヘッド本体とＣＦＲＰ部材とを備えており、
   上記ＣＦＲＰ部材が、クラウンの少なくとも一部又はソールの少なくとも一部を構成しており、
   上記ＣＦＲＰ部材が、ＵＤ層が積層されたＵＤ積層部を有しており、
   上記ＵＤ積層部において、繊維の配向が、実質的に３方向であるゴルフクラブヘッド。
2. 上記３方向が、第１方向、第２方向及び第３方向であるとき、
   上記第１方向に対する上記第２方向の角度が、実質的に＋６０°であり、
   上記第１方向に対する上記第３方向の角度が、実質的に−６０°である請求項１に記載のゴルフクラブヘッド。
3. 上記ＵＤ積層部が、繊維の配向角度における積層対称性を有している請求項１又は２に記載のゴルフクラブヘッド。
4. 上記ＵＤ積層部の層数が５以上１２以下である請求項１から３のいずれかに記載のゴルフクラブヘッド。
5. 上記ＣＦＲＰ部材が、上記クラウンの少なくとも一部を構成している請求項１から４のいずれかに記載のゴルフクラブヘッド。
6. ヘッド体積が４００ｃｃ以上であり、ヘッド重量が２００ｇ以下であり、左右慣性モーメントが４６００ｇ・ｃｍ^２以上である請求項１から５のいずれかに記載のゴルフクラブヘッド。

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