JP2570063B2

JP2570063B2 - ゴルフクラブヘッドおよびその製法

Info

Publication number: JP2570063B2
Application number: JP4188442A
Authority: JP
Inventors: かおる橋本; 升宏岡田; 敏晴福島
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1992-07-15
Filing date: 1992-07-15
Publication date: 1997-01-08
Anticipated expiration: 2012-01-08
Also published as: JPH0686841A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は熱可塑性のエンジニアリ
ングプラスチック（以下、エンプラという）をマトリッ
クスとする繊維強化熱可塑性プラスチック（以下、ＦＲ
ＴＰという）製で、軽量で後加工、曲げ等の修正がで
き、強度が高く、設計自由度の大きいゴルフクラブヘッ
ドおよびその製法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ゴルフクラブヘッドとしては、
（１）エポキシ樹脂をマトリックスとした繊維強化プラ
スチック製、（２）ステンレス鋼、アルミニウム合金な
どのメタル製、（３）パーシモン製、（４）短繊維強化
プラスチック製、のものが知られている。また、ＦＲＴ
Ｐ製ゴルフクラブシャフトの製法として特開平１−１８
５２７４号公報が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、（１）
のエポキシ樹脂をマトリックスとした繊維強化プラスチ
ック製のものは、後加工による曲げ、形状づけ等の修正
が出来ず、また振動減衰が著しく、打球のインパクトの
感覚を手に伝えにくい。（２）のメタル製のものは重量
が大きく、設計の自由度が小さい。（３）のパーシモン
製のものは、後加工、修正が出来ない。（４）の短繊維
強化プラスチック製のものは、強度が不足し、肉厚が厚
くなり、設計の自由度が小さい。等、それぞれ欠点があ
る。

【０００４】また上記ＦＲＴＰシャフトの製法において
は、内部の強化繊維に張力が伝わらず緊張状態とならな
いため、その補強効果が十分に発揮されない不都合があ
る。

【０００５】本発明者等は、上記シャフトの製造技術を
改良し、ＦＲＴＰの強化繊維の張力を高めて、クラブヘ
ッドをつくれば、従来のメタルヘッド、パーシモンヘッ
ド等の欠点が解消できると考えた。

【０００６】本発明は上記の考えに基づいてなされたも
ので、軽量で、強度が高く、設計自由度が大きく、振動
減衰が小さく、さらに後加工、曲げ等の修正が容易なゴ
ルフクラブヘッドおよびその製法を提供することを目的
とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明に係るゴルフクラブヘッドは、熱可塑性のエ
ンプラをマトリックスとするＦＲＴＰよりなる中空状の
ものであって、かつ、上面、下面、トウ面及びヒール面
が連続するように一体に形成されたものである。またそ
の製法は、プラスチックからなるゴルフクラブヘッド形
状の中空の芯部材を作製し、この芯部材に強化繊維と熱
可塑性エンプラからなるプリプレグを積層して予備成形
体をつくり、この予備成形体を成形型に入れて加熱する
とともに、予備成形体の内方から外方に向かって圧力を
加えながら芯部材の熱変形温度より高い温度で加熱成形
する。

【０００８】以下本発明を詳しく説明する。本発明のク
ラブヘッドはエンプラをマトリックスとするＦＲＴＰの
中空の成形品で、繊維の長さは０．５インチを越え、ま
たＦＲＴＰ中の繊維の割合は、４０〜８０ｖｏｌ％であ
る。

【０００９】本発明に用いられる芯部材としては、この
表面に積層されるＦＲＴＰのエンプラより高い融点の樹
脂が用いられる。

【００１０】また、本発明で用いられる熱可塑性エンプ
ラとしては、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１
１、ポリブチレンテレフタレート、ポリオキシメチレン
（アセタール樹脂）、ポリカーボネート、変性ポリフェ
ニレンオキサイド、ポリフェニレンスルファイド、ポリ
エーテルエーテルケトン、ポリエーテルサルフォン、等
があげられ、特にその熱変形温度（ＡＳＴＭＤ６４８、
１８．６ｋｇ／ｃｍ²）が１４０℃以下のものが好適で
ある。これらは単独で用いられてもよく、２種以上のブ
レンドポリマーとして用いられてもよい。

【００１１】用いられる強化繊維としては、例えばカー
ボン繊維、アラミド繊維、ガラス繊維などがあげられ、
これらの単独使用、或いは２種以上の併用のいずれでも
よい。上記繊維の長さは０．５インチを越えることが必
要である。長さが０．５インチ以下では、得られるＦＲ
ＴＰの強度が低下する。また強化繊維の形態としては、
多数本の繊維を一方向に並べたロービングが主として用
いられるが、これ以外にロービングクロスなども用いる
ことができる。

【００１２】上記強化繊維と熱可塑性エンプラとからな
るＦＲＴＰのゴルフクラブヘッドの製法は、次のように
して行われる。まず、上記芯部材用樹脂を成形して、ク
ラブヘッド形状の中空の芯部材を成形する。また、プリ
プレグは例えば粉末状の熱可塑性エンプラを強化繊維状
上に散布し、加熱溶融して繊維に含浸させる方法や、熱
可塑性エンプラを繊維化し、これを強化繊維とともにロ
ービング化する方法などによって行われる。

【００１３】上記プリプレグ中の強化繊維の量は４０〜
８０ｖｏｌ％程度が好ましい。またプリプレグの形態と
しては、シート状、テープ状などがある。

【００１４】上記材料を用いてクラブヘッドを成形する
には次のようにして行われる。先ず、図１に示すように
芯部材用樹脂を成形してクラブヘッド形状中空の芯部材
１を成形する。この芯部材１の肉厚は、後の工程で内圧
が保持される肉厚であればよい。又、形状を保持するた
めに内部に、砂等のあとでとり出すことの材料をつめ真
空にして形状を保持する。

【００１５】次いでこの芯部材１にテープ状のプリプレ
グ２を巻付け又は積層する。この際、含浸プリプレグの
場合は加熱軟化状態として巻付ける。この際、プリプレ
グの巻付層数は、所望の厚みとなるように複数層とさ
れ、巻付け方向はプリプレグ２の強化繊維の方向が、ア
トランダムに０〜９０゜の範囲で網目状に交差するよう
にする。

【００１６】次いで、加熱炉に収容してエンプラの溶融
温度以上、芯部材１が溶融劣化しない温度に加熱してプ
リプレグ２を溶融一化してもよい。冷却後、図２に示す
予備成形体４が得られる。この状態での上記予備成形体
４のプリプレグ内の強化繊維は、いまだ緩んだ緩和状態
となっている。

【００１７】次いで、この予備成形体４を図３に示すよ
うに２分割される成形型５内に装着する。成形型５の内
面５ａは上記予備成形体４の外面と１ｍｍ程度の間隙が
形成されるように大きく形成されており、その内面の形
状は目的とするヘッドの外面の形状を正確に写したもの
となっている。

【００１８】また、この成形型５には、その内面５ａに
開口する複数の排気孔６…が形成されており、これら排
気孔６は排気管７を介して排気装置（図示せず）に接続
されている。さらに、このような成形型５全体が加熱加
圧装置としてのオートクレーブ８内に収められている。
この成形型５の内部に予備成形体４を装着し、その芯部
材１の口部１ａを成形型５の口部５ｂに封止し、芯部材
１で予備成形体４の内面を覆うとともに成形型５と予備
成形体４と間の空隙を封止する。

【００１９】この状態で、前記排気装置を作動させて、
成形型５と予備成形体４との間隙の空気を排気するとと
もに、オートクレーブ８内部を芯部材１の熱変形温度よ
り高い温度で加熱加圧する。この際の加圧媒体として
は、空気等の気体でもよいが、ポリエチレングリコール
水オイルなどの液体であってもよい。このとき、図３に
示すように、予備成形体４の内部に挿入した袋体９を利
用して予備成形体４を成形型５の内面に押しつけるよう
にしてもよい。すなわち、口部９ａから流体を袋体９の
内部に流入させて袋体９を膨らませ、外側の予備成形体
４を成形型５の内面５ａに押しつけるようにしてもよ
い。

【００２０】この加熱によって、予備成形体４の芯部材
およびプリプレグは溶融状態になるとともに、排気なら
びに加圧によってその内方から外方に向けて加圧される
ことになり、寸法が広がり、成形型５の内面５ａの形状
にそった形状に賦型される。この時、同時に予備成形体
４内の強化繊維も外方の方向の力を受け、同様に広がろ
うとし、緩和状態からゆるみのない緊張状態となる。

【００２１】この加圧状態を維持したままオートクレー
ブ８内を冷却すれば、強化繊維が緊張状態のままマトリ
ックスのエンプラ中に固定されることになる。次いでオ
ートクレーブ８から成形型５を取出し、離型すれば図４
に示すクラブヘッド１０が得られる。このクラブヘッド
１０は、全体が熱可塑性となっているので、クラブシャ
フトのホーゼル部１０ａは、加熱することによって自由
に曲がり、容易にライ角、フェース角などの角度の修正
が可能である。

【００２２】また、上記製法によってつくられたクラブ
ヘッドは、エンプラ中に強い張力の強化繊維が縦横に固
定されているので、その補強効果が十分に発揮され、外
部応力に対する変形量が小さく、高剛性となる。

【００２３】上記製法における材料プラスチックの熱変
形温度、予備成形体を作成する温度、オートクレーブの
温度は極めて重要で、芯部材の耐熱温度…Ａエンプラの熱変形温度…Ｂとすると、Ａ＞Ｂであることが必要で、かつ操作などか
らＢは１４０℃以下であることが好ましい。さらに、プリプレグを芯部材に巻付ける時の温度…Ｃ（予備成形体を形成する時の加熱炉の温度…Ｄ）オートクレーブの加熱温度…Ｅとすると、Ａ＞Ｅ＞Ｃ≧Ｂ、（Ａ＞Ｄ＞Ｂ）であることが必要である。

【００２４】

【実施例】以下に具体例を示す。（実施例１）既製のメタルヘッドと相似でこれよりも小
形のシリコーンゴム製の芯部材に砂をつめ真空パックし
た。この芯部材の肉厚は約０．５ｍｍであった。一方、
カーボン繊維ロービングにポリカーボネートを含浸させ
た繊維量６０Ｖｏｌ％、秤量２２０ｇ／ｍ²のプリプレ
グテープを用意した。このプリプレグのマトリックスの
熱変形温度は１３４℃である。このプリプレグを１８０
℃に保持し、上記芯部材の外面に、種々方向を変え全体
が均一に１２層となるように巻き付けて冷却固化した。

【００２５】この予備成形体を図３に示すようにメタル
ヘッドの外形と同じ内形を有する成形型に装着するとと
もに、その口部を成形型５の口部に封止した。次いでこ
れをオートクレーブに入れ、成形型と予備成形体との間
を約５ｍｍＨｇに減圧するとともに、オートクレーブの
内圧を１０ｋｇ／ｃｍ²に加圧し、温度２７０℃に１時
間加熱加圧した後冷却した。

【００２６】このようにして得られたクラブヘッドは、
上記メタルヘッドの重量が２００ｇであるのに対し１６
０ｇで、大幅に軽量化され、振動減衰が小さく、剛性が
高くまた、ホーゼル部１０ａの角度修正は自由に行うこ
とが出来た。

【００２７】（比較例１）カーボン繊維として長さ０．
３インチのものを用いた以外は実施例１と同じにして、
クラブヘッドを作製した。このクラブヘッドの圧縮強度
は実施例１のクラブヘッドの７０％であった。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明により、エ
ンプラマトリックス中に強化繊維が緊張した状態で内蔵
されているので、軽量で、強度が高く、後加工、修正が
可能で、振動減衰の小さい、クラブヘッドが製造され、
ＦＲＴＰの特性が充分に発揮されたゴルフクラブヘッド
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法において予備成形体をつくるま
での工程を示すクラブヘッドの縦断面図である。

【図２】予備成形体の縦断面図である。

【図３】成形型に予備成形体を装着した状態を示す図
である。

【図４】クラブヘッドの縦断面図である。

【符号の説明】

１…芯部材、２…プリプレグ、３…耐熱性非接着テー
プ、４…予備成形体、５…成形型、５ａ…内面、５ｂ…
口部、６…排気孔、７…排気管、８…オートクレーブ、
９…袋体、９ａ…口部、１０…クラブヘッド、１０ａ…
ホーゼル部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平１−190374（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−91975（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−80266（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−149159（ＪＰ，Ａ) 特開平５−92053（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】熱可塑性エンジニアリングプラスチック
をマトリックスとする繊維強化プラスチックからなる中
空状であって、かつ、上面、下面、トウ面及びヒール面
が連続するように一体に形成されていることを特徴とす
るゴルフクラブヘッド。
【請求項２】繊維強化プラスチックに用いられる強化
繊維が、０．５インチを越える長さである請求項１記載
のゴルフクラブヘッド。
【請求項３】プラスチックからなるゴルフクラブヘッ
ド形状の中空の芯部材を作製し、この芯部材に強化繊維
と熱可塑性エンジニアリングプラスチックとからなるプ
リプレグを積層して予備成形体をつくり、この予備成形体を成形型に入れて芯部材の熱変形温度よ
り高い温度で加熱するとともに予備成形体の内方から外
方に向けて圧力を加えながら加熱成形することを特徴と
するゴルフクラブヘッドの製法。
【請求項４】熱可塑性エンジニアリングプラスチック
が１４０℃以下の熱変形温度を有するものである請求項
３記載のゴルフクラブヘッドの製法。