JP2016097101A - ゴルフクラブヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】優れた反発性能を有するゴルフクラブヘッドを提供する。
【解決手段】ゴルフクラブヘッド１であって、ボールを打撃するフェース部２を含む。フェース部２は、ボールと接触する金属材料からなる表面薄肉部８と、表面薄肉部８の内側に配されたゴム状弾性体からなる中間弾性部９と、中間弾性部９の内側に配された金属材料からなる後方支持部１０とを有する複合部７を含んでいる。複合部７の中間弾性部９は、ヘッド正面視において、フェース中心を含むとともに、その一部がヘッド外面に露出して配置されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、優れた反発性能を有するゴルフクラブヘッドに関する。

従来、打球の飛距離を増大させるために、改良された種々のゴルフクラブヘッドが提案されている。例えば、下記特許文献１には、ヘッド本体と、そのフェース部に設けられたゴム状弾性体からなる弾性体層と、この弾性体層の表面に配された繊維強化樹脂層とを含むゴルフクラブヘッドが記載されている。このようなゴルフクラブヘッドは、ボール打撃時、繊維強化樹脂層を介して弾性体層を広い範囲に圧縮変形させ、反発性を高めるという作用効果を期待している。

特開平５−３０５１６１号公報

特許文献１のゴルフクラブヘッドでは、ボールと直接接触するフェースが、繊維強化樹脂で構成されている。繊維強化樹脂とボールとの間の摩擦係数は、一般に小さい。これまでの種々の実験によれば、フェースとボールとの間の摩擦係数が小さいほど、打球にスピンがかかりやすいことが判明している（例えば、ＪＳＥＡ機関紙「スポーツ工学」No.1 ２００６年７月３１日発行の「ゴルフ用具に関する最近の研究」大貫正秀著）。従って、特許文献１のゴルフクラブヘッドから打ち出されたボールは、高スピンによって、十分な飛距離が得られないおそれがある。

また、ヘッドの反発性能を高めるためには、ボール打撃時、弾性体層をより局部的に変形させることが有効である。フェース部の打球前後を模式的に示す図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）から明らかなように、特許文献１では、フェースの打球面の繊維強化樹脂層ａに、ある程度の剛性を持たせているので、ボールの打球時、弾性体層ｂの変形は広い範囲に及ぶと推察される。従って、特許文献１の技術では、ヘッドの反発性能の改善において、さらなる改善の余地があった。

本発明は、以上のような問題に鑑み案出なされたもので、優れた反発性能を有し、十分な飛距離を得ることができるゴルフクラブヘッドを提供することを主たる目的としている。

本発明のうち請求項１記載の発明は、ゴルフクラブヘッドであって、ボールを打撃するフェース部を含み、前記フェース部は、ボールと接触する金属材料からなる表面薄肉部と、前記表面薄肉部の内側に配されたゴム状弾性体からなる中間弾性部と、前記中間弾性部の内側に配された金属材料からなる後方支持部とを有する複合部を含み、前記複合部の前記中間弾性部は、ヘッド正面視において、フェース中心を含むとともに、その一部がヘッド外面に露出して配置されていることを特徴としている。

本発明の前記ゴルフクラブヘッドにおいて、前記中間弾性部は、ヘッド正面視において、第１の方向にのびており、かつ、前記第１の方向の一端又は両端が、ヘッド外面に露出しても良い。

本発明の前記ゴルフクラブヘッドにおいて、前記複合部は、前記中間弾性部の前記第１の方向と直交する向きの変形を拘束する側方支持部を含むことができる。

本発明の前記ゴルフクラブヘッドにおいて、前記表面薄肉部の厚さが０．１〜１．０mmであることが望ましい。

本発明の前記ゴルフクラブヘッドにおいて、前記ゴム状弾性体のヤング率は、１０ＭＰａ〜１ＧＰａの範囲に設定されても良い。

本発明の前記ゴルフクラブヘッドにおいて、前記ゴム状弾性体のヤング率が１００ＭＰａ〜５００ＭＰａの範囲に設定されても良い。

本発明の前記ゴルフクラブヘッドにおいて、前記第１の方向は、ヘッドの上下方向とされても良い。

本発明の前記ゴルフクラブヘッドにおいて、前記第１の方向は、ヘッドのトウ・ヒール方向であっても良い。

本発明の前記ゴルフクラブヘッドにおいて、前記第１の方向が、ヘッドのトウ側からヒール側に向かって下方に傾く斜めの方向であっても良い。

本発明の前記ゴルフクラブヘッドにおいて、前記フェース中心でのヘッド１の１次の固有振動数が８００〜１６００Hzの範囲が望ましい。

本発明の前記ゴルフクラブヘッドにおいて、前記複合部のフェース周縁でのヘッド１の１次の固有振動数ｆ_ｅｇと、前記フェース中心でのヘッド１の１次の固有振動数ｆ_ｃとの比ｆ_ｅｇ／ｆ_ｃが１．０〜１．３の範囲が望ましい。

本発明のゴルフクラブヘッドのフェース部は、複合部を含んでいる。複合部は、ボールと接触する金属材料からなる表面薄肉部と、前記表面薄肉部の内側に配されたゴム状弾性体からなる中間弾性部と、前記中間弾性部の内側に配された金属材料からなる後方支持部とを含んでいる。そして、複合部の中間弾性部は、ヘッド正面視において、フェース中心を含むとともに、その一部がヘッド外面に露出して配置されている。

本発明のゴルフクラブヘッドの複合部でボールを打撃した場合、ボールは、金属材料からなる表面薄肉部に衝突する。金属材料は、樹脂材料に比べて、ボールに対してより高い摩擦係数を持つため、ボールの過剰なスピンが抑えられる。

また、表面薄肉部は、小さい厚さで構成されているため、ボールとの衝突によって局部的に変形し、ひいてはその内側の中間弾性体をも局部的に大きく弾性変形させることができる。このような作用により、ヘッドの反発性が向上する。

さらに、複合部の中間弾性部は、ヘッド正面視において、フェース中心を含むように配置されているので、ボールの最も好ましい打撃位置において、低スピンの打球及び高い反発性能が提供される。しかも、中間弾性部の一部がヘッド外面に露出している。このような中間弾性部を有する複合部は、フェース部の周辺にまで高反発打球エリアを提供することができる。

従って、本発明のゴルフクラブヘッドの複合部は、ボールへのスピンを抑えながら、広い打撃位置で高反発性能を発揮し、ひいては、大きな打球の飛距離を提供することができる。

本発明の一実施形態を示すゴルフクラブヘッドの斜視図である。 （Ａ）は図１のゴルフクラブヘッドの基準状態の正面図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ線断面図である。 図１のゴルフクラブヘッドの基準状態の平面図である。 図２のＢ−Ｂ線断面図である。 本実施形態のゴルフクラブヘッドのヘッド本体の分解斜視図である。 （Ａ）は複合部の他の実施形態を示すゴルフクラブヘッドの基準状態の正面図、（Ｂ）は、そのＡ−Ａ線断面図である。 （Ａ）は複合部のさらに他の実施形態を示すゴルフクラブヘッドの基準状態の正面図、（Ｂ）は、そのＡ−Ａ線断面図である。 複合部のさらに他の実施形態を示すゴルフクラブヘッドの基準状態の正面図である。 複合部のさらに他の実施形態を示すゴルフクラブヘッドの基準状態の正面図である。 本発明の他の実施形態を示すゴルフクラブヘッドであり、（Ａ）はその斜視図、（Ｂ）はその縦断面図である。 （Ａ）は、複合部のボール打撃前の状態を示す模式的な断面図、（Ｂ）は、その打撃状態を示す模式的な断面図である。 打球のスピン量と、フェース材料との関係を示すグラフである。 （Ａ）は、従来技術のフェース部のボール打撃前の状態を示す模式的な断面図、（Ｂ）は、その打撃状態を示す模式的な断面図である。

以下、本発明の一実施形態が図面に基づき詳細に説明される。
図１は、本実施形態のゴルフクラブヘッド（以下、単に「ヘッド」と表示される場合がある。）１の基準状態の斜視図である。図２（Ａ）は、図１のヘッド１の正面図、図２（Ｂ）は図２（Ａ）のＡ−Ａ線断面図、図３は図１のヘッド１の平面図をそれぞれ示している。ヘッド１の基準状態とは、当該ヘッド１が、規定のライ角及びロフト角に保持されて水平面に置かれている状態であり、特に言及されていない場合、ヘッド１は、基準状態に置かれているものとする。また、規定のライ角及びロフト角とは、当該ヘッドに定められているライ角及びロフト角である。

図１及び２に示されるように、ヘッド１は、例えば、内部に中空部ｉを有するウッド型として構成されている。このヘッド１は、ボールを打撃する面であるフェース２ａを具えたフェース部２を有している。ヘッド１は、さらに、クラウン部３、ソール部４、サイド部５、及び、ホーゼル部６を含んでいる。

クラウン部３は、ヘッド１の上面を形成している。ソール部４は、ヘッド１の底面を構成している。サイド部５は、クラウン部３とソール部４との間を接続しており、例えば、フェース２ａのトウ側からヘッドの後方を通ってフェース２ａのヒール側にのびている。ホーゼル部６は、例えば、ヒール側に設けられた筒状体であり、図示しないシャフトを取り付けるためのシャフト差込孔６ａを有している。本実施形態において、クラウン部３、ソール部４、サイド部５及びホーゼル部６は、いずれも金属材料で構成されている。これらの一部が、繊維強化樹脂で構成されても良い。

フェース２ａは、ボールに対して高い反発性能を発揮しうる複合部７を含んでいる。図２（Ｂ）に示されるように、複合部７は、表面薄肉部８と、ゴム状弾性体からなる中間弾性部９と、後方支持部１０とを有し、これらが積層されて構成されている。

表面薄肉部８は、ボールと接触する部分であり、フェース２ａの一部を構成している。表面薄肉部８は、金属材料で構成されている。表面薄肉部８を構成する金属材料としては、特に限定されるものではないが、例えば、チタン、チタン合金、ステンレス鋼又はアルミニウム合金など種々のものが採用され得る。金属材料は、樹脂材料に比べて、ボールに対して高い摩擦係数を持つ。このため、表面薄肉部８は、スピンの小さい打球を提供することができる。

複合部７の打球前後を模式的に示す図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）から明らかなように、ボール打撃時、表面薄肉部８は、その全体ではなく、ボールと接触する部分が局部的に変形するような剛性を持つよう極力薄く構成されていることが望ましい。換言すれば、表面薄肉部８は、中間弾性部９にボールが直接接触する場合とほぼ同様の変形を中間弾性部９に与えるようにきわめて薄い厚さを有しているのが望ましい。これにより、ボール打撃時、表面薄肉部８は、その内側に位置する中間弾性部９をも局部的かつより大きく圧縮弾性変形させることができる。一方、表面薄肉部８は、繰り返しの打撃でも損傷しないような耐久性が求められるので、表面薄肉部８の厚さｔ１は、例えば、０．１〜１．０mm程度が望ましい。

中間弾性部９は、表面薄肉部８の内側（中空部ｉ側）に接触して配されている。中間弾性部９は、ゴム状弾性体で構成されている。ゴム状弾性体としては、例えば、ゴム、エラストマー又は樹脂などから選択され、とりわけアイオノマー樹脂が望ましい。ボール打撃時、中間弾性部９は、表面薄肉部８の変形に追従して大きく圧縮弾性変形するのが望ましい。一方、中間弾性部９の変形量が過度に大きくなると、複合部７の良好な耐久性が得られないおそれがある。このような観点より、ゴム状弾性体のヤング率は、例えば、１０ＭＰａ以上、より好ましくは５０ＭＰａ以上、さらに好ましくは１４０ＭＰａ以上であり、例えば１ＧＰａ以下、好ましくは８００ＭＰａ以下、より好ましくは５６０ＭＰａ以下、さらに好ましくは３００ＭＰａ以下とされるのが良い。

さらに好ましい態様では、中間弾性部９のゴム状弾性体は、ＪＩＳ Ｋ６２５５「反発弾性試験方法」で規定されているリュプケ式反発弾性率が５０％以上、より好ましくは６０％以上とされる。これにより、ヘッド１の反発性能がさらに向上する。

中間弾性部９は、図２（Ａ）に示したヘッド正面視において、フェース中心Ｃを含むとともに、その一部がヘッド外面に露出するように配置されている。ここで、フェース中心Ｃは、フェース２ａ上の点であって、ヘッド正面視において、フェース２ａのトウ・ヒール方向長さを二等分する垂直線と、フェース２ａの上下方向の長さを二等分する水平線の交点位置として定義される。

本実施形態の中間弾性部９は、好ましい態様として、第１の方向Ｄ１に沿ってのびており、この第１の方向Ｄ１での両端が、ヘッド外面に露出している。この例では、中間弾性部９の第１の方向Ｄ１は、ヘッド１の上下方向とされている。即ち、中間弾性部９は、フェース中心Ｃを含んで、クラウン部３とソール部４との間を接続するようにのびている。また、中間弾性部９は、第１の方向Ｄ１の両端である上端９ａと下端９ｂが、それぞれヘッド外面に露出している。この実施形態では、中間弾性部９の上端９ａはクラウン部３に、中間弾性部９の下端９ｂはソール部４に、それぞれ露出している（フェース２ａ以外で露出している。）。

図２（Ｂ）に示されるように、後方支持部１０は、金属材料で構成されており、中間弾性部９の内側（中空部ｉ側）に接触して配されている。後方支持部１０の上端部１０ａはクラウン部３に、後方支持部１０の下端部１０ｂはソール部４にそれぞれ固着されている。後方支持部１０は、中間弾性部９を後方から支え、ボール打撃時の中間弾性部９の後方への移動を拘束する。このような作用により、ボール打撃時の衝撃力は、中間弾性部９に確実に伝えられ、中間弾性部９を大きく圧縮弾性変形させることができる。好ましい態様では、後方支持部１０は、十分な剛性を持つように、表面薄肉部８よりも大きい厚さで形成される。

複合部７でボールを打撃した場合、ボールは、金属材料からなる表面薄肉部８に衝突する。金属材料は、上述のように、樹脂材料に比して、ボールに対して高い摩擦係数を持つため、打ち出されたボールの過剰なスピンが抑えられる。また、表面薄肉部８は、ボールとの衝突によって局部的に変形し、これに追随して中間弾性部９をも局部的に大きく弾性変形させることができる。このような作用により、ヘッド１の反発性能が向上する。

さらに、中間弾性部９は、図２（Ａ）のように、ヘッド正面視において、フェース中心Ｃを含むように配置されているので、好ましい打撃位置であるフェース中心Ｃにおいて、高い反発性能が提供される。しかも、中間弾性部９の上端９ａ及び下端９ｂは、それぞれクラウン部３及びソール部４のヘッド外面に露出している。このような中間弾性部９を有する複合部７は、例えば、ボールが複合部７に含まれるフェース２ａの上縁や下縁といったフェース周縁で打撃された場合でも、そこでフェース部２は、大きく撓むことができ、ひいては高い反発性能を提供することができる。このような作用は、ヘッド１が地面に直接置かれているボールを打撃する機会の多いフェアウェイウッドとして作られた場合に有利なものとなる。

以上のように、本実施形態のヘッド１の複合部７は、ボールへのスピンを抑えながら、広い打撃位置で高反発性能を発揮し、ひいては、大きな打球の飛距離を提供することができる。

本実施形態のヘッド１のフェース部２は、そのトウ・ヒール方向の中央部に、複合部７が形成されている。このように、複合部７が、フェース部２の一部として構成されている場合、例えば、その第１の方向Ｄ１と直交する向きに測定される幅Ｗは、打撃時のボールとの接触面積を考慮して、例えば、５mm以上、好ましくは１０mm以上に構成されるのが良い。

一方、フェース部２の複合部７のトウ側及びヒール側は、それぞれ非複合部１１として構成されている。非複合部１１は、金属材料のみで形成されている。非複合部１１は、その内側に中間弾性部９や後方支持部１０が設けられていないため、表面薄肉部８よりも大きい厚さで形成されているのが望ましい。さらに、ボール打撃時、中間弾性部９がトウ側又はヒール側（非複合部１１側）に変形して逃げるのを防ぐために、複合部７は、さらに、側方支持部１２を含むことが望ましい。

側方支持部１２は、ヘッド正面視において、中間弾性部９が第１の方向Ｄ１と直交する方向に変形するのを拘束するよう働く。本実施形態の側方支持部１２は、例えば、第１の側方支持部１２ａと、第２の側方支持部１２ｂとを含んでいる。

第１の側方支持部１２ａは、中間弾性部９のトウ側の端面９ｃを支えるように表面薄肉部８と後方支持部１０との間を接続している。第１の側方支持部１２ａの上端部はクラウン部３に、第１の側方支持部１２ａの下端部はソール部４に、それぞれ一体に接続されている（図示省略）。

同様に、第２の側方支持部１２ｂは、中間弾性部９のヒール側の端面９ｄを支えるように表面薄肉部８と後方支持部１０との間を接続している。第２の側方支持部１２ｂの上端部はクラウン部３に、第２の側方支持部１２ｂの下端部はソール部４に、それぞれ一体に接続されている（図示省略）。

以上のような側方支持部１２は、ヘッド正面視において、中間弾性部９の第１の方向Ｄ１と直交する方向の変形を拘束する。これにより、ボール打撃時の衝撃力は、中間弾性部９の前後方向のより大きな圧縮弾性変形へと効率的に変換され、ヘッド１の反発性能をさらに向上させることができる。

上述のようなボール打撃時の大変形に耐え得るために、中間弾性部９の厚さｔ２（図４に示す）は、少なくとも１mm以上とされるが、好ましくは３mm以上、より好ましくは５mm以上が望ましい。一方、中間弾性部９の厚さｔ２が大きすぎると、ヘッド１の質量が過度に増加するおそれがある。このような観点より、中間弾性部９の厚さｔ２は、例えば３０mm以下、好ましくは２０mm以下とされるのが良い。

上記実施形態のさらに好ましい態様では、フェース中心Ｃでのヘッド１の１次の固有振動数が８００〜１６００Hz、より好ましくは１０００〜１４００Hz程度に調整される。

「ヘッドの１次固有振動数」とは、モード解析で得られるヘッド全体における固有振動数のうち、最小の固有振動数を意味する。また、「固有モード」とは、「物体に固有の振動形態」をいう。即ち、「１次固有モード」とは、モード解析で得られるヘッド全体における最小の固有の振動形態である。前記「モード解析」には、試験解析（実験モード解析とも称される）又はシミュレーション解析が用いられ得る。試験解析では、加振実験を行い、この実験の結果に基づいて、固有モードが求められる。シミュレーション解析では、例えば、有限要素法などのコンピュータを利用した数値解析により、固有モードが求められる。なお、これらのモード解析は、拘束条件として、フェースを固定した一端固定条件で行われるのが望ましい。また、フェース中心Ｃでのヘッド１の１次の固有振動数は、フェース中心Ｃが固定された状態で測定される。

一般的なゴルフボールの１次の固有振動数は、約８００〜１２００Hz程度である。従って、ヘッド１の１次の固有振動数を、ボールのそれに近似させながら、それよりもわずかに大きくすること（上記１０００〜１４００Hzの範囲）により、いわゆる振動数マッチング理論に基づいて、ヘッド１の反発性能をより一層向上させることができる。ヘッド１の１次の固有振動数は、主として、中間弾性部９のヤング率及び／又は厚さを変えることにより、調節され得る。なお、インピーダンスマッチング理論については、例えば、特公平４−５６６３０号、「高反発特性を有するゴルフクラブヘッドの設計に関する研究」（日本機械学会論文集６７巻６５６号（２００１−４））などに詳細が記載されている。

特に好ましい態様では、複合部７のフェース周縁（図１の実施形態では、フェース２ａの上縁及び下縁）でのヘッド１の１次の固有振動数ｆ_ｅｇと、フェース中心Ｃでのヘッド１の１次の固有振動数ｆ_ｃとの比ｆ_ｅｇ／ｆ_ｃが１．０〜１．３の範囲、より好ましくは１．０〜１．２の範囲とされるのが望ましい。これにより、フェース中心Ｃからフェース周縁まで、広い範囲で高反発打球エリアが確実に提供され得る。また、前記比ｆ_ｅｇ／ｆ_ｃが１．０を下回らない点も重要である。一般に、ヘッドを設計する場合、フェース中心Ｃで打球したときに最も飛距離が出るようにゴルフルールの規制値ぎりぎりの高い反発性能が与えられる。このため、もし前記比ｆ_ｅｇ／ｆ_ｃが１．０のヘッドでは、フェース周縁において、ゴルフルールに違反する可能性があるため好ましくない。

上の説明では、ヘッド１の反発性能を定量的に示すために、ヘッドの１次の固有振動数が用いられたが、これに代えて、又は、これとともに、ＣＴ値が用いられても良い。この場合、ヘッド１は、フェース中心ＣでのＣＴ値が２００〜２５７μsであるのが望ましい。

ＣＴ値は、２００３年２月２４日にＵＳＧＡから発行された「Notice To Manufacturers 」に添付された「Technical Description of the Pendulum Test」に定義されているＵＳＧＡのペンデュラムテストで測定される"Characteristic Time " を意味している。このＣＴ値は、インパクト時の効率を示す数値（単位：μｓ）であって、大きいほど反発性能に優れていることを示す。現在のゴルフルールでは、反発性能を規制するために、このＣＴ値の上限が２５７μｓに定められている。

フェース中心ＣでのＣＴ値が２００〜２５７μsとされることにより、ヘッド１は、ゴルフルールの範囲内でより高い反発性能を発揮することができる。とりわけ、フェース中心ＣでのＣＴ値から、複合部７上のフェース周縁でのＣＴ値を差し引いた値は、＋値であって、かつ、５０μｓ以下であるのが望ましい。これにより、上記同様、広い範囲で高反発打球エリアが提供され得る。

以上のようなヘッド１は、種々の方法で製造される。例えば、金属製の２以上のパーツを接合することによって、図５に分解して示されるように、中間弾性部のみを有しないヘッド本体１ａが先ず作られる。その後、ゴム状弾性体が、ヘッド本体１ａの表面薄肉部８と後方支持部１０との間に配される。ゴム状弾性体は、予め弾性体として成形されたものがヘッド本体１ａに固着されても良い。他の形態では、ゴム状弾性体は、液状又は可塑化の状態でヘッド本体１ａに装着され、その後、加硫、架橋又は硬化により、弾性体となるものでも良い。

図６及び図７には、フェース部２の複合部７の他の実施形態が示されており、それぞれの図において、（Ａ）はヘッド１の正面図、（Ｂ）は、そのＡ−Ａ断面図である。これらの実施形態においても、先の実施形態と共通する部分には、同一の符号が付されており、ここでの説明は省略される。

図６の実施形態では、中間弾性部９の一端のみがヘッド外面に露出している。より具体的には、中間弾性部９の下端９ｂのみがヘッド外面に露出している。

地面に直接置かれているボールを打撃する機会の多いフェアウェイウッドでは、フェース２ａのソール部４側で打球する傾向がある。この実施形態のヘッド１は、フェース中心Ｃからフェース２ａの下縁（ソール部４側）までが複合部７として柔軟に構成され、そこでの反発性能が高められる。従って、この実施形態では、特にフェアウェイウッドとして実施された場合に、より少ない中間弾性部９（ゴム状弾性体）の使用量で、より効果的に打球の飛距離を増大させることができる。

一方、この実施形態では、中間弾性部９の上端９ａは、フェース中心Ｃを上側に越えた位置でヘッド外面に露出することなく終端している。好ましい態様として、中間弾性部９の上端９ａは、上方向の移動を拘束するための上方支持部１５で拘束されているのが望ましい。上方支持部１５は、中間弾性部９の上端９ａを支持するように、後方支持部１０と表面薄肉部８との間を接続している。これにより、表面薄肉部８の変形が、効率的に、中間弾性部９の前後方向の圧縮弾性変形に変換され、優れた反発性能が発揮され得る。

図７の実施形態では、中間弾性部９の第１の方向Ｄ１は、ヘッド１のトウ・ヒール方向とされている。即ち、中間弾性部９は、フェース中心Ｃを通って、サイド部５のトウ側とヒール側との間を接続するようにのびている。また、中間弾性部９は、第１の方向Ｄ１の両端であるトウ側の端面９ｃとヒール側の端面９ｄが、それぞれヘッド外面に露出している。この実施形態では、中間弾性部９のトウ側の端面９ｃとヒール側の端面９ｄは、それぞれサイド部５に露出している。

図７の実施形態では、中間弾性部９の上端９ａは、ヘッド外面に露出することなく、フェース中心Ｃよりもクラウン部３側で終端している。この中間弾性部９の上端９ａは、その上方向の移動を拘束するための上方支持部１５で支持されているのが望ましい。上方支持部１５は、中間弾性部９の上端９ａを支持するように、後方支持部１０と表面薄肉部８との間を接続している。

また、中間弾性部９の下端９ｂは、ヘッド外面に露出することなく、フェース中心Ｃよりもソール部４側で終端している。この中間弾性部９の下端９ｂは、その下方向の移動を拘束するための下方支持部１６で支持されているのが望ましい。下方支持部１６は、中間弾性部９の下端９ｂを支持するように、後方支持部１０と表面薄肉部８との間を接続している。

図７の実施形態のヘッド１は、複合部７（高反発打球領域）を、フェース部２のトウ・ヒール方向に広い範囲で形成することができる。なお、図示はしていないが、中間弾性部９のトウ側の端面９ｃ又はヒール側の端面９ｄのいずれか一方は、サイド部５に露出することなく終端しても良い。

図８には、複合部７のさらに他の実施形態が示されている。この実施形態では、複合部７の第１の方向Ｄ１は、ヘッド１のトウ側からヒール側に向かって下方に傾く斜めの方向とされている点で異なっている。それ以外は、上記実施形態で説明された構成が採用され得る。このような第１の方向Ｄ１は、アベレージゴルファの打点位置の分布と近似しているので、この実施形態のヘッド１は、ボール打撃位置がばらついても、安定して大きな飛距離を提供することができる。この実施形態のヘッド１においても、ヘッド正面視において、中間弾性部９は、その第１の方向Ｄ１と直交する端面（ヘッド外面に露出していない端面）は、変位不能に拘束されている。

図９には、複合部７のさらに他の実施形態が示されている。この実施形態の複合部７において、中間弾性部９は、ホーゼル部付近を除いて、ヘッド外面に露出している。このような複合部７は、フェース部２のより広い範囲に形成される点で望ましい。この実施形態のヘッド１においても、ヘッド正面視において、中間弾性部９は、ヘッド外面に露出していない端面は、変位不能に拘束されている。なお、図示はされていないが、中間弾性部９は、ホーゼル部付近も含めて、ヘッド外面の全周に連続して露出するように設けられても良い。

図１０には、本発明の他の実施形態として、アイアン型のゴルフクラブヘッド１が示されている。図１０においても、これまで説明された実施形態と同様の要素については、同じ符号が付されており、ここでの説明は省略される。図１０のヘッド１では、第１の方向Ｄ１が、ヘッド１の上下方向とされており、中間弾性部９は、ヘッド上面及びヘッド底面で露出している。このようなヘッド１も、フェース中心のみならず、フェース２ａの上縁及び下縁でも高い反発性を発揮することができる。図１０の態様に代えて、中間弾性部９は、ヘッドトウ側、ヒール側等に露出しても良い。

以上本発明の実施形態が、詳細に説明されたが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の態様に変更して実施され得る。

本発明の効果を確認するために、表１の仕様に基づいてフェアウェイウッド（＃３）が試作され、それらについてテストが行われた。試作されたヘッドの概要は、次の通りである。

［実施例］
実施例の各ヘッドは、図１〜４の基本形状を有しており、各構成部分は、以下の通りである。
表面薄肉部：チタン合金（Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ）
中間弾性部：アイオノマー樹脂
後方支持部及びヘッドの他の構成部分：ヤング率２１０ＧＰａ及び厚さ２．０mmのマルエージング鋼
ヘッド質量：約２１４ｇ

［比較例１］
比較例１は、実施例のヘッドと基本的には同一形状を有しているが、フェース部に複合部が設けられていないものとした。フェース部は、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖのチタン合金からなり、その中央部の厚さは２．５mm、周辺部の厚さが１．５mmの周辺薄肉設計とされた。ヘッドの他の構成部分は、実施例と同様、ヤング率２１０ＧＰａのマルエージング鋼とされた。ヘッド質量は、約１９０．７ｇであった。

［比較例２］
比較例２は、実施例のヘッドと基本的には同一形状を有しているが、表面薄肉部がエポキシ樹脂をマトリックスとする炭素繊維強化樹脂で形成されているものとした。
表面薄肉部：厚さ２mmの炭素繊維強化樹脂
中間弾性部：ヤング率２８０ＭＰａ、比重８．３及び厚さ５mmのアイオノマー樹脂
後方支持部及びヘッドの他の構成部分：ヤング率２１０ＧＰａのマルエージング鋼
ヘッド質量：２１４ｇ

［比較例３］
先の特許文献１を再現したもので、比較例２のヘッドと基本的には同一形状を有しているが、表面薄肉部の厚さが４mmとされ、中間弾性部の厚さが６．６mmとされ、さらに、中間弾性部のヤング率が５ＭＰａとされている点で異なっている。

テストは、フェースの所定の位置を一端固定したときのヘッドの１次の固有振動数が、コンピュータシミュレーション（ＦＥＭ）によって計算されたもので、符号ｆ_ｓはスイートスポット、ｆ_Ｃはフェース中心、ｆ_Ｃ５はフェース中心から下側に５mmを隔てた位置、及び、ｆ_ｅｇはフェース中心から下側に１０mmを隔てたフェース周縁の位置を固定したときの固有振動数をそれぞれ示している。また、上記固定は、上記各位置を中心とした直径１０mmの円の内側にあるモデルの節点を全て拘束する境界条件により行われた。

ヘッドの反発性能は、ボールが衝突するフェースの位置を一端固定したときのヘッドの１次の固有振動数と、ボールの一端固定時の固有振動数とが一致したときに、最も高くなる。しかし、ヘッドの１次の固有振動数がボールの固有振動数よりも小さくなりすぎると反発は急激に悪くなる。よって、ボールの一端固定時の固有振動数が、約８００〜１２００Hzであり、また様々なボールを打撃する場合があることを考えると、ヘッドの１次の固有振動数に関しては、上記ボールの固有振動数の値に近くそれよりもやや高い１０００〜１４００Hzの範囲のものが、反発の高いクラブを設計する上で好ましい。

テストの結果、実施例のヘッドは、スイートスポットやフェース中心のみならず、そこから下側により広い範囲で反発性能が高められていることが確認できた。

一方、比較例３のヘッドでは、固有振動数ｆ_ｃが、８００Hzを下回っており、十分な反発が期待できない他、フェース周縁での固有振動数ｆ_ｅｇが、フェース中心での固有振動数ｆ_ｃよりも小さくなっている（＝反発係数が大きい）。このようなヘッドでは、先に述べたように、フェース中心での反発係数をルール上限に設定した場合、フェース周縁においてルールを満たさなくなるおそれもある。

図１２には、打球のスピン量と、フェース材料との関係を調べたグラフが示されている。このグラフは、エアガンから発射させたゴルフボールを様々な板材料の板に速度３０m／sで衝突させ、その跳ね返った打球のスピン量を測定した結果を示している。板材料は、１５度のロフト角となるように傾けられている。また、全ての板材料は、十点平均粗さで１μｍ以下に整えられており、実質的に同一の表面粗さとされた。

図１２から明らかなように、表面粗さを同一にして比較した場合、金属材料は、樹脂材料に比べて、打球のスピン量が小さいことがわかる。この理由については、金属と樹脂との表面エネルギーの違い等が影響しているとも考えられているが、現在のところ十分に解明されていない。いずれにせよ、本発明のヘッドは、複合部の表面が金属材料で構成されているので、表１で確認された高い反発性能と、図１２で確認された低いボールのスピン量とを提供でき、ひいては、これらの相乗作用により、大きな飛距離を得ることができる。

１ ヘッド
２ フェース部
２ａ フェース
３ クラウン部
４ ソール部
５ サイド部
６ ホーゼル部
７ 複合部
８ 表面薄肉部
９ 中間弾性部
１０ 後方支持部
１２ 側方支持部
Ｃ フェース中心

Claims (11)

1. ゴルフクラブヘッドであって、
   ボールを打撃するフェース部を含み、
   前記フェース部は、ボールと接触する金属材料からなる表面薄肉部と、前記表面薄肉部の内側に配されたゴム状弾性体からなる中間弾性部と、前記中間弾性部の内側に配された金属材料からなる後方支持部とを有する複合部を含み、
   前記複合部の前記中間弾性部は、ヘッド正面視において、フェース中心を含むとともに、その一部がヘッド外面に露出して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. 前記中間弾性部は、ヘッド正面視において、第１の方向にのびており、かつ、前記第１の方向の一端又は両端が、ヘッド外面に露出している請求項１記載のゴルフクラブヘッド。
3. 前記複合部は、前記中間弾性部の前記第１の方向と直交する向きの変形を拘束する側方支持部を含む請求項２記載のゴルフクラブヘッド。
4. 前記表面薄肉部の厚さが０．１〜１．０mmである請求項１乃至３のいずれかに記載のゴルフクラブヘッド。
5. 前記ゴム状弾性体のヤング率が１０ＭＰａ〜１ＧＰａである請求項１乃至４のいずれかに記載のゴルフクラブヘッド。
6. 前記ゴム状弾性体のヤング率が１００ＭＰａ〜５００ＭＰａである請求項１乃至４のいずれかに記載のゴルフクラブヘッド。
7. 前記第１の方向が、ヘッドの上下方向である請求項２又は３に記載のゴルフクラブヘッド。
8. 前記第１の方向が、ヘッドのトウ・ヒール方向である請求項２又は３に記載のゴルフクラブヘッド。
9. 前記第１の方向が、ヘッドのトウ側からヒール側に向かって下方に傾く斜めの方向である請求項２又は３に記載のゴルフクラブヘッド。
10. 前記フェース中心でのヘッド１の１次の固有振動数が８００〜１６００Hzである請求項１乃至９のいずれかに記載のゴルフクラブヘッド。
11. 前記複合部のフェース周縁でのヘッド１の１次の固有振動数ｆ_ｅｇと、前記フェース中心でのヘッド１の１次の固有振動数ｆ_ｃとの比ｆ_ｅｇ／ｆ_ｃが１．０〜１．３である請求項１乃至１０のいずれかに記載のゴルフクラブヘッド。

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