JP4649958B2 - ゴルフクラブヘッド - Google Patents

Description

本発明は、ゴルフクラブヘッドに関し、さらに詳しくはゴルフクラブヘッド体積が４００ｃｃを超える大型なゴルフクラブヘッドに関する。

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（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。

特許文献１には、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ゴルフクラブヘッドが開示されている。
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、積層して構成されている。また、このゴルフクラブヘッドには、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ている。
このゴルフクラブヘッドをゴルフクラブに適用すれば、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は、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に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、ゴルフボールの飛距離が増す。
このゴルフクラブヘッドには、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ている。

ところで、ゴルフボールを打球した際に飛距離を伸ばすための設計パラメータとして、ゴルフクラブシャフト軸からの重心位置後退量が知られている。また、ゴルフボールを打球した際にゴルフボールが飛球する方向の安定性と飛距離を向上させる設計パラメータとして、フェース面上の重心位置が知られている。
このフェース面上の重心位置から外れた位置でゴルフボールを打球した場合、ゴルフクラブヘッドが打撃時のゴルフボールからの衝撃力に負けて振れ易く、打球の方向が不安定になる。また、反発力が低くなり飛距離も低下してしまう。
そのため、フェース面の中心がフェース面上の重心位置と離れていると、フェース面の中心付近でゴルフボールを打撃したにも拘らず、ゴルフボールの打撃位置がフェース面上の重心位置から外れているため、ゴルフクラブヘッドが打撃時の衝撃力に負けて振れ、打球の方向が不安定になる。また、反発力が低くなり飛距離も低下してしまう。
特開平６−１６５８４２号公報 特開２００３−１０２８７８号公報

ところで、４００ｃｃを超える大型ゴルフクラブヘッドのフェース部分をチタン合金のみで製造した場合、フェース面積が大きいためフェース部の質量を十分に軽量化することができない。そのため、ゴルフクラブシャフト軸からの重心位置後退量を所望の範囲に設定し、かつフェース面上の重心位置を所望の範囲に設定して、ゴルフクラブを設計することは困難である。
そこで、フェース部の質量を軽量化するためにフェース部を繊維強化プラスチックのみで製造した場合には、ゴルフクラブシャフト軸からの重心位置後退量を所望の範囲に設定し、かつフェース面上の重心位置を所望の範囲に設定してゴルフクラブヘッドを設計することはできる。しかし、フェース部を繊維強化プラスチックのみで製造した場合には、金属的な打球音と打感で表されるフィーリングが悪化し、さらに耐久性も低下する。
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、ゴルフクラブヘッドの体積が４００ｃｃを超える大型なゴルフクラブヘッドにおいて、従来どおりの打球感を維持しつつ、飛距離および方向性のいずれをも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を目的とする。

前記課題を解決するために、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含み、かつ金属層と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を有して構成されるフェース部を備え、ゴルフクラブヘッドの体積が４００ｃｃ以上であり、ゴルフクラブのシャフト軸からの重心位置の後退量が１７ｍｍ以上であり、前記フェース面上の重心位置が前記フェース面の中心から直径１３ｍｍ以内の範囲にある。
前記ゴルフクラブヘッドの重心を通り前記ソール面に垂直な直線を軸とする軸周りの慣性モーメントの大きさが４０００ｇ・ｃｍ²以上であることが好ましい。
前記フェース面の幅が１００ｍｍ以上であり、高さが４５ｍｍ以上であることが好ましい。前記前記ゴルフクラブヘッドはフェース部、クラウン部、ソール部およびサイド部によって外殻構造を成し、その外殻を構成するクラウン部、ソール部およびサイド部のうちの少なくとも一つの部材が強化繊維プラスチックのみで構成されていることが好ましい。
ゴルフクラブヘッドは、フェース部のみ金属とＦＲＰの積層構造で、クラウン部、ソール部、サイド部およびネック部の全ての部分は金属のみで構成されてもよい。
また、前記ゴルフクラブヘッドの質量が２１０ｇ以下であることが好ましい。さらに、ゴルフボールを打撃したときの反発係数が０．８０から０．８８であることが好ましい。

本発明のフェース部は、金属層と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を有して構成されるので、従来より軽量であり、かつ耐久性に優れたゴルフクラブヘッドを提供することができ、ゴルフクラブヘッドの設計自由度を向上させることができる。
したがって、本発明によれば、ゴルフクラブヘッドの体積が４００ｃｃを超える大型なゴルフクラブヘッドにおいて、従来どおりの打球感を維持しつつ、飛距離および方向性のいずれをも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。

本発明に係るゴルフクラブヘッドについて、添付の図面に示す実施形態を基に詳細に説明する。
図１は、本発明のゴルフクラブの一例を示す分解斜視図である。
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３４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３４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３４が挿入される開口部３２が設けられる。ゴルフクラブシャフト３４は、ゴルフクラブヘッド２０にソケット３８を介して固定される。このソケット３８には、ゴルフクラブシャフト３４を挿通可能な開口部３６が設けられる。

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１４により構成される。また、この金属層には、トウ側からヒール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本平行に形成される。なお、トウ側からヒール側に向かう方向を水平方向といい、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、この水平方向に直交する方向を垂直方向という。

本発明のゴルフクラブヘッドは、フェース部が金属層と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ので、ゴルフクラブヘッドの設計自由度が向上する。
そのため、ゴルフクラブのシャフト軸からの重心位置の後退量、フェース面上の重心位置、およびゴルフクラブヘッドの重心を通り前記ソール面に垂直な直線を軸とする軸周りの慣性モーメントを所望の範囲に設計することができ、ゴルフボールの飛距離および方向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。

図２および図３を参照して、フェース部の一部を構成する積層構造体について説明する。図２は、図１のＡ−Ａ線による断面図であり、図３は、図２に示すフェース部の部分拡大図である。

積層構造体１２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。
本実施形態では、積層構造体１２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１４が形成され、それからＦＲＰ層１６、金属層１８、ＦＲＰ層１６の順番に、金属層とＦＲＰ層とが合計で４層積層される。なお、積層構造体は２層の金属層を含む４層構造に限定されず、３層の金属層含む６層構造や４層の金属層を含む８層構造としてもよい。また、図３（ｂ）のように、金属層１層、ＦＲＰ層１層の２層構造でもよい。

フェース面２３の表面の金属層１４の厚さＴ_ｓは、０．５〜２．０ｍｍとすることが好ましく、それ以外の金属層１８の厚さＴ_ｍは０．０５〜１．５ｍｍとすることが好ましい。また、ゴルフボールを打撃する面と反対側の面、つまりゴルフクラブヘッドのフェース裏面は、ＦＲＰで形成されることが好ましい。
フェース部２２の積層構造体１２における中央部近辺の厚さは、反発性の観点から２．０〜５．０ｍｍとすることが好ましい。また、積層構造体１２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１．８〜３．０とすることが好ましい。

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。

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、これらの他に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）、東レ社製のＰ２２５３Ｆ−１７（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２０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４から図６を参照して、ゴルフクラブのシャフト軸からの重心位置の後退量Ｇ_ｒについて説明する。
図４は、ゴルフクラブヘッドを上方からみた平面図であり、図５は、ゴルフクラブヘッドをトウ側からみた側面図である。
重心位置の後退量Ｇ_ｒは、図４に示すゴルフクラブヘッドの平面図において、ゴルフクラブヘッド２０の重心Ｇと、ゴルフクラブシャフト軸を含み飛球線方向Ｆに対して垂直な平面Ｐとの間の距離である。図５においても同様に後退量Ｇ_ｒが表されている。
より具体的には、ゴルフクラブヘッド２０をライ角通りに水平面に設置し、そのフェース面を飛球線方向Ｆに向けた状態で、ゴルフクラブヘッド２０の重心Ｇと、ゴルフクラブシャフト軸を含み飛球線方向Ｆに対して垂直な平面Ｐとの距離である。
なお、後退量Ｇ_ｒは、図４に示すゴルフクラブヘッドの平面図において、ゴルフクラブヘッド２０の重心と、ゴルフクラブシャフト軸を含み飛球線方向Ｆに対して垂直な平面Ｐとの距離Ｇ_ｒである。図５は、ゴルフクラブヘッドをトウ側よりみた側面図であるが、同様に距離Ｇ_ｒが重心位置後退量である。

重心位置の後退量Ｇ_ｒは、図６に示すように、支点４２を中心に矢印Ｕの方向に揺動可能なシーソー型の天秤計４１によって測定される。
天秤計４１には、ヘッドのホーゼル孔に対して隙間のない嵌め合いを持つシャフトピン４３を有し、ゴルフクラブヘッドや重量体を装着しない状態では、アーム４４が水平になるように釣り合っている。

ゴルフクラブヘッドの重心位置後退量Ｇ_ｒの測定は、図７に示すように、シャフトピン４３に質量Ｗのゴルフクラブヘッド２０を装着し、図４に示す距離Ｇ_ｒがアーム長手方向に対して平行に測定されるように、つまりゴルフクラブヘッド２０を図７に示す鉛直方向に延びるシャフトピン４３に装着することができるように、平面Ｐに沿って回転させた状態で固定する。そして、アーム４４が水平に釣り合うような質量Ｗ’の重量体４５及びこの重量体４５の重心Ｇ’から支点までの長さＬ’を選択する。

以上より、ゴルフクラブの重心位置の後退量Ｇ_ｒは、釣り合いの式Ｗ×Ｇ_ｒ＝Ｗ’×Ｌ’を用いて、Ｇ_ｒ＝（Ｗ’×Ｌ’）／Ｗに基づいて求めることができる。なお、図６（ｂ）に示す天秤計４１の側面図においては、ゴルフクラブヘッド２０にロフト角度とライ角度が存在するために、フェース面２３が若干見える状態になる。
以上の説明は、ゴルフクラブのシャフト軸からの重心位置の後退量Ｇ_ｒの測定原理であり、その測定器としては、株式会社鴨下精衡所製の重心測定器４６が挙げられる。

本発明のゴルフクラブのシャフト軸からの重心位置の後退量は１７ｍｍ以上である。そうすることにより、ゴルフクラブのシャフト軸から重心位置までの十分な距離が得られ、スイートスポットが広くなり、打球したゴルフボールが高く上がり易くなり、飛距離を伸ばすことができる。

図８および図９を参照して、ゴルフクラブのフェース高さＨおよびフェース幅Ｗについて説明する。
フェース面の垂直方向におけるフェース高さＨは、図８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Ａ３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Ｗ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Ａ５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Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５が判別困難な場合、図９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Ａ１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Ａ６までの、基準面Ａ１に垂直方向の距離をフェース高さＨ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Ａ７から基準面Ａ１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Ａ８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フェース幅Ｗとしてもよい。

体積が４００ｃｃを超えた場合、見た目の違和感がなくゴルファが打ち易い形状には、前記フェース面の幅が１００ｍｍ以上であり、高さが４５ｍｍ以上であることが好ましい。また、高さと幅が小さいと反発係数が小さくなり、飛距離ダウンになる。

図１０から図１２を参照して、フェース面上における重心位置について説明する。
ゴルフクラブヘッドのフェース面上における重心位置（以下、重心点ｇという）は、図１０に示すような重心測定器４６によって求められる。重心測定器４６は、上部に重心測定対象物を支持する支持部４６を備え、この支持部４６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、重心の測定方法は、図１１（ａ）に示すようにゴルフクラブヘッド２０を、支持部４６に載せ、手を放しても落ちない平衡な位置を探しだす。つまり、図１１（ａ）に示すように、フェース面２３と支持部４６の接触部に重心点ｇを含んでいれば、ゴルフクラブヘッド２０を支持部４６に載せて手を放しても落ちないが、図１１（ｂ）に示すように、フェース面２３と支持部４６の接触部に重心点ｇを含んでいなければ、ゴルフクラブヘッド２０は、支持部４６に載せて手を放すと落ちる。このことを利用して重心点ｇを求めるものである。

支持部４６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４６の面積は、１５ｍｍ²以下であることが好ましい。また、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ない。
支持部４６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。支持部の面積を上記の範囲に設定することによって、より正確に重心点ｇを求めることができる。

支持部４６によって支持された平面は水平または概ね水平になることが好ましい。ここで、概ね水平とは、水平面に対する傾きが２°以内、好ましくは１°以内のことである。
水平または概ね水平になっているか否かは、例えば図１２に示すように、支持部４６に平面板４８を載せて支持させ、平面板４８の上に水準器４９を置き、確認し、調整することができる。上記範囲内に設定することによって、より正確に重心点ｇを求めることが可能になる。
なお、このフェース面上における重心点ｇは、後述するフェース面の中心を基準に２次元座標系で表される。例えば、重心点ｇが、フェース面の中央からヒール側に４ｍｍ、クラウン側に６ｍｍのところに存在する場合には、重心点ｇは（６，４）と表される。

図１３を参照して、フェース面の中心について説明する。図１３はフェース面の中心を説明するための図である。
図１３（ａ）は、フェース高さの中央部近辺にスコアラインがある場合を示し、図１３（ｂ）は、フェース高さの中央部近辺にスコアラインがない場合を示す。また、図１３（ｃ）は、スコアラインがない場合を示す。
フェース高さの中央部近辺にスコアラインがある場合には、そのスコアラインＳＬの中心を通り、スコアラインに垂直な線をフェース幅の中心線ＣＷとする。フェース幅の中心線ＣＷとフェース面端部との２つの交点間を通り、その交点に垂直な線をフェース高さの中心線ＣＨとする。
フェース幅の中心線ＣＷとフェース高さの中心線ＣＨとの交点をフェース面の中心とする。

フェース高さの中央部近辺にスコアラインがない場合には、中央部近辺に隣接しているスコアラインＳＬ間の中心を通り、スコアラインに垂直な線をフェース幅の中心線ＣＷとする。フェース幅の中心線ＣＷとフェース面端部との２つの交点間を通り、その交点に垂直な線をフェース高さの中心線ＣＨとする。
フェース幅の中心線ＣＷとフェース高さの中心線ＣＨとの交点をフェース面の中心とする。

フェース面にスコアラインがない場合には、フェース面端部をフェース面の幅とし、その中心線をフェース幅の中心線ＣＷとする。フェース幅の中心線ＣＷとフェース面端部との２つの交点間を通り、その交点に垂直な線をフェース高さの中心線ＣＨとする。
フェース幅の中心線ＣＷとフェース高さの中心線ＣＨとの交点をフェース面の中心とする。

このフェース面上の重心位置は、フェース面の中心付近、つまりフェース面の中心から直径１３ｍｍの範囲内に位置する。
そうすることにより、スイートスポットがフェース面の中心から外れることを防止することができる。

図１４から図１７を参照して、ゴルフクラブヘッド２０の重心Ｇを通りソール面２４に垂直な直線を軸とする軸周りの慣性モーメントの測定方法について説明する。図１４は、慣性モーメント測定器５１の斜視図である。
慣性モーメント測定器５１は、測定部５２、演算部５４、スタートレバー５５、表示部５６、操作ボタン５７を備え、測定部５２の上に慣性モーメントの測定対象物が載置され、スタートレバー５５を手で摘んで変位させた後、手を放して捩れ振動させ、この時の捩れ振動の周期を測ることによって演算部５４を通して慣性モーメントを測定し、表示部５６に慣性モーメントの数値を表示する装置である。
なお、慣性モーメント測定器５１として、Ｉｎｅｒｔｉａ Ｄｙｎａｍｉｃｓ社製、慣性モーメント測定器 Ｍｏｄｅｌ ＭＯＩ−００５−０１４が例示される。このような慣性モーメント測定器は公知のものであればよく、本発明において、特に制限されない。

図１５（ａ）に示すように、慣性モーメント測定器５１に治具６１を固定して慣性モーメントＩａを測定し、次いで図１５（ｂ）に示すように、治具６１の上面部６２にゴルフクラブヘッド２０のソール面２４を固定して慣性モーメントＩｂを測定し、（Ｉｂ−Ｉａ）よりゴルフクラブヘッドの慣性モーメントを得る。
なお、通常の慣性モーメント測定器５１では、上記Ｉａの数値は、操作ボタン５７を駆使し一連の手順によって自動的に風袋引きをされ、（Ｉｂ−Ｉａ）の数値が表示される。

なお、ゴルフクラブヘッド１４と治具６１とを固定するためには、両面テープ、粘土等の粘着体による固定、接着剤による固定、磁力を用いた固定等が考えられる。
固定は、ゴルフクラブヘッド２０のソール面２４と、治具６１の上面部６２によって固定されるが、ソール面が凸の曲面であれば、上面部６２は凸の曲面に合致するような凹の曲面であることが好ましく、ソール面が平面であれば、上面部６２は平面であることが好ましい。つまり、固定する両面が合致することが好ましい。
ゴルフクラブヘッド２０のソール面２４は曲面を成しているので、この場合、図１５（ｂ）に示すように、粘着体１０１をソール面２４及び上面部６２に合致するように形成し、ゴルフクラブヘッド２０を固定する。言うまでもなく粘着体１０１のように、接着剤等固定手段の内質量を有するものは、治具の一部に含まれ、風袋引きにおいては治具と同様に風袋として引かれる。

ゴルフクラブヘッド２０は、図１６（ａ）に示すゴルフクラブヘッド２０の重心Ｇを通るソール面２４の法線Ｎと、図１６（ｂ）に示す慣性モーメント測定器５１の捩れ振動の回転軸Ｒとが、図１６（ｃ）に示すように一致もしくは概ね一致するように慣性モーメント測定器５１に固定されることが好ましい。
概ね一致とは、回転軸Ｒがソール面２４を通る点と法線Ｎがソール面２４を通る点ｇとのなす距離が３ｍｍ以内、好ましくは２ｍｍ以内、より好ましくは１ｍｍ以内とすることである。
この範囲内にゴルフクラブヘッド２０のソール面２４を固定することによって、より正確に本発明の慣性モーメントを測定することが可能になる。重心点ｇは、上述したように、図１０に示す重心測定器４６によって求められる。

また、上記回転軸Ｒがソール面２４を通る点と点ｇとの距離を上記範囲内とする必要は必ずしもなく、この距離を知り、自動的に風袋引きをして得られた（Ｉｂ−Ｉａ）の数値からゴルフクラブヘッド２０の質量にこの距離の自乗を掛けた積を減算することによって補正することができる。
この補正方法によってゴルフクラブヘッド２０の重心Ｇを通るソール面２４に垂直な方向の慣性モーメントを得てもよい。このように、ゴルフクラブヘッドの重心Ｇを通るソール面２４に垂直な方向の慣性モーメントの測定方法については、特に限定されない。

慣性モーメント測定器５１の回転軸Ｒ及びこの回転軸Ｒがソール面２４を通る点は、慣性モーメント測定器５１により定められるものである。回転軸Ｒは鉛直または概ね鉛直になることが好ましい。
ここで、概ね鉛直とは、鉛直方向に対する傾きが２°以内、好ましくは１°以内のことである。回転軸Ｒを鉛直または概ね鉛直に設定するためには、慣性モーメント測定器５１に設けられた水準器部分を目安に測定器の水平を調整すること、又は測定器を水平に調整された平面板上に設置すること等が考えられる。
上記範囲内に設定することによって、ゴルフクラブヘッド２０の重心Ｇを通りソール面２４に垂直な軸回りの慣性モーメントをより正確に測定することができる。

治具６１の上面部６２によって支持された平面は水平または概ね水平になることが好ましい。本発明における概ね水平とは、水平面に対する傾きが２°以内、好ましくは１°以内のことである。水平または概ね水平になっているか否かは、上記した図１２に示す支持部４６の例と同様な方法で確認し、調整することができる。
上記範囲内に設定することによって、ゴルフクラブヘッド２０の重心Ｇを通りソール面２４に垂直な軸回りの慣性モーメントをより正確に測定することができる。

また、治具６１は、治具自体の重心位置が回転軸Ｒに一致もしくは概ね一致するように慣性モーメント測定器５１に装着されることが好ましい。概ね一致とは、図１７に示すように治具６１の重心位置をＧ'とすると、Ｇ'と回転軸Ｒとのなす距離ｄ'を２ｍｍ以内、好ましくは１ｍｍ以内とすることである。
治具６１の重心位置をＧ'を上記範囲内に設定することによって、ゴルフクラブヘッド２０の重心Ｇを通りソール面２４に垂直な軸回りの慣性モーメントをより正確に測定することができる。

なお、ゴルフクラブヘッド２０と治具６１とを固定するためには、両面テープ、粘土等の粘着体による固定、接着剤による固定、磁力を用いた固定等が考えられる。
固定は、ゴルフクラブヘッド２０のソール面２４と、治具６１の上面部６２によって固定されるが、ソール面が凸の曲面であれば、上面部６２は凸の曲面に合致するような凹の曲面であることが好ましく、ソール面が平面であれば、上面部６２は平面であることが好ましい。
つまり、固定する両面が合致することが好ましい。ゴルフクラブヘッド２０のソール面２４は曲面を成しているので、この場合、図１５（ｂ）、図１６（ｃ）に示すように、粘着体１０１をソール面２４及び上面部６２に合致するように形成し、ゴルフクラブヘッド２０を固定する。言うまでもなく粘着体１０１のように、接着剤等固定手段の内質量を有するものは、治具の一部に含まれ、風袋引きにおいては治具と同様に風袋として引かれる。

このようにして規定されるゴルフクラブヘッド２０の重心Ｇを通りソール面２４に垂直な直線を軸とする軸周りの慣性モーメントが４０００ｇ・ｃｍ²以上である。
慣性モーメントを４０００ｇ・ｃｍ²以上とすることにより、ゴルフクラブヘッド２０のスイートエリアをある程度広く確保することが可能になり、ゴルフボールの打撃位置が重心点ｇからずれてもゴルフボールが飛ぶ方向を安定させることができる。

本発明のゴルフクラブヘッドについて、本発明の実施例を、従来例および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に示す飛距離、方向性、耐久性および打球感を評価項目として、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。
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。

表１には、フェース、ソール、クラウン、サイドおよびネックの各部材におけるゴルフクラブヘッドの材質を示す。
表１のフェースの欄に示す表面材質における「Ｔｉ合金」はＳＰ７００チタンである。また、積層構造体における表面材質以外の「Ｔｉ合金」の組成は、Ｔｉ−１５Ｖ−３Ｃｒ−３Ａｌ−３Ｓｎであり、「ＣＦＲＰ」は繊維のヤング率が２４トンタイプで、繊維目付が１６０ｇ／ｍ^２であり、レジンコンテントが３８％である。

ソールの欄に示す「Ｔｉ合金」はＫＳ１００チタンである。また、クラウンの欄に示す「Ｔｉ合金」の組成はＴｉ−１５Ｖ−３Ｃｒ−３Ａｌ−３Ｓｎであり、「ＣＦＲＰ」は繊維のヤング率が２４トンタイプで、繊維目付が１６０ｇ／ｍ^２であり、レジンコンテントが３８％である。
サイドの欄に示す「Ｔｉ合金」の組成は、Ｔｉ−１５Ｖ−３Ｃｒ−３Ａｌ−３Ｓｎである。また、ネックは、「純Ｔｉ」により形成される。

さらに、積層構造体においては、金属層とＦＲＰ層との境界に樹脂フィルムを設けて接着した。この樹脂フィルムには、厚さが０．０８ｍｍのポリウレタン樹脂系の樹脂フィルムである。

重心位置の後退量やフェース面上の重心位置を調整するためゴルフクラブヘッド内に錘を設けており、ヘッド質量は全てのゴルフクラブヘッドにおいて１９８ｇである。なお、この錘の配置は、フェースバック方向とトウ‐ヒール方向である。

反発係数は、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」に基づいて測定した。

表２には、フェースの比重、フェースの厚さ、フェース幅、フェース高さ、ゴルフクラブヘッド体積、重心位置後退量、シャフト軸からの慣性モーメントおよびフェース面上の重心位置を示す。
フェース幅およびフェース高さは、図７を参照して説明した方法で測定した。また、重心位置の後退量およびフェース面上の重心位置は、上述の方法により測定を行った。

上述の各項目についての評価結果を下記表３に示す。

表３は、飛距離、方向性、耐久性および打球感を、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、飛距離、方向性、耐久性および打球感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（４００）として、その相対的な数値で表される。

飛距離については、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の合計１００人を対象として、実施例、比較例および従来例のゴルフクラブヘッドを装着したゴルフクラブを用いて、各人に各１０球ずつ打撃して得られた飛距離の平均値である。評価項目の飛距離は、従来例を基準（１００）として、その相対的な数値で表しており、数値が大きいほど飛距離が遠いことを意味する。

方向性については、上記と同様に各１０球ずつ試打して得られた、目標に対しどれぐらいばらついたかを示す標準偏差値である。評価項目の方向性は、従来例を基準（１００）として、その相対的な数値で表しており、数値が大きいほど標準偏差が小さく、ばらつきが少ないことを意味する。

耐久性については、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。評価項目の耐久性は、数値が大きいほど耐久性がよく、強度が高いことを意味する。

打球感については、上記と同様に各１０球ずつ試打し、「金属音しすぎ」、「金属音しなさすぎ」、「丁度よいひびき」で官能評価を行ったときの各人の平均値である。評価項目の打球感は、従来例を基準（１００）として、その相対的な数値で表しており、数値が大きいほど丁度よいひびきであることを意味する。

上記表３から以下のことが判る。
比較例１はゴルフクラブヘッドをＦＲＰのみで形成しており、重心位置後退量、慣性モーメントおよびフェース面上重心位置を本発明の範囲内にしたゴルフクラブヘッドである。これから、本発明の設計パラメータを満たすようにＦＲＰで作製したゴルフクラブヘッドを適用すると、従来例と比較して、反発係数が低下するため距離が悪化し、さらに打球感も悪化することが判る。
比較例２より、フェース面をＴｉ合金のみで作製した場合には、重心位置後退量、慣性モーメントともにフェース面が重すぎて従来例と大差がない。比較例３より、フェース面を複合材料で作製した場合には、打球感はよくなるものの重心位置後退量が小さければ効果は低い。
比較例４より、ゴルフクラブヘッドを軽くするために肉厚を薄くしたＴｉ合金のみでフェース面を作製した場合には、フェース面が薄くなり、飛距離が向上するが、耐久性が大幅に低下する。比較例５より、フェース面を複合材料で体積を小さくして作製した場合には、打球感はよくなるものの、重心位置後退量が小さければ効果は低い。
比較例６より、フェース面を複合材料で体積を大きくし、重心位置後退量を大きくして作製した場合でも、フェース面上の重心位置がずれていると効果は低い。これは、反発係数が低くなってしまうためである。

実施例１は、ヘッド体積、重心位置後退量および重心位置ともに本発明の範囲内である。この場合には、従来例や比較例と比べて全ての評価項目が向上する。実施例２より、薄いＴｉ合金を積層しても実施例１と同様な効果を得ることができる。
実施例３は、重心位置後退量および慣性モーメントを最大とし、フェース面重心位置を中心から１３ｍｍ以内としている。これは好ましい形態の一つである。
実施例４は、ゴルフクラブヘッドの形状が違う。実施例５は、ゴルフクラブヘッドの形状が違い、クラウンもＴｉ合金である。
実施例６より、フェース高さを小さくすると、反発係数が減少し、飛距離が低下する。実施例７より、フェース幅を小さくすると、反発係数が減少し、飛距離が低下する。

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。

本発明のゴルフクラブの一実施形態を示す分解斜視図である。 図１のＡ−Ａ線による断面図である。 図２に示すフェース部の部分拡大図である。 本実施形態のゴルフクラブヘッドを上方からみた平面図である。 本実施形態のゴルフクラブヘッドをトウ側からみた側面図である。 重心位置の後退量を測定するための天秤計を示す斜視図である。 重心位置の後退量を測定する方法を説明するための図である。 ゴルフクラブのフェース高さおよびフェース幅を説明するための図である。 ゴルフクラブのフェース高さおよびフェース幅を説明するための図である。 重心測定器の一例を示す斜視図である。 フェース面上における重心位置を測定する方法を説明するための図である。 フェース面上における重心位置を測定する方法を説明するための図である。 フェース面の中心を説明するための図である。 慣性モーメント測定器の一例を示す斜視図である。 慣性モーメントを測定する方法を説明するための図である。 慣性モーメントを測定する方法を説明するための図である。 慣性モーメントを測定する方法を説明するための図である。

符号の説明

１０ ゴルフクラブ
１２ 積層構造体
２０ 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
２８ 側壁部
３０ ホーゼル部
３４ ゴルフクラブシャフト
４１ 天秤計
４６ 重心測定器
５１ 慣性モーメント測定器

Claims (6)

1. ゴルフボールを打撃するフェース面を含み、かつ金属層と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を有して構成されるフェース部を備え、
   ゴルフクラブヘッドの体積が４２０〜４５０ｃｃであり、ゴルフクラブのシャフト軸からの重心位置の後退量が２０〜２４ｍｍであり、前記フェース面上の重心位置が前記フェース面の中心から直径１３ｍｍ以内の範囲にあり、
   前記ゴルフクラブヘッドの重心を通り前記ソール面に垂直な直線を軸とする軸周りの慣性モーメントの大きさが４６００〜５１００ｇ・ｃｍ ^２ であり、
   前記フェース部は、２層構造であり、前記フェース面側が前記金属層で構成され、裏面側が前記繊維強化プラスチック層で構成されており、前記金属層はＴｉ合金で構成されていることを特徴とするゴルフクラブヘッド。
2. 前記フェース面の幅が１００ｍｍ以上であり、高さが４５ｍｍ以上である請求項１に記載のゴルフクラブヘッド。
3. 前記ゴルフクラブヘッドはフェース部、クラウン部、ソール部およびサイド部によって外殻構造を成し、その外殻を構成するクラウン部、ソール部およびサイド部のうちの少なくとも一つの部材が強化繊維プラスチックで構成されている請求項１または２に記載のゴルフクラブヘッド。
4. 前記フェース部のみ前記合金層と前記繊維強化プラスチック層の積層構造で、クラウン部、ソール部、サイド部およびネック部の全ての部分は金属のみで構成されている請求項１または２に記載のゴルフクラブヘッド。
5. 前記ゴルフクラブヘッドの質量が２１０ｇ以下である請求項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. ゴルフボールを打撃したときの反発係数が０．８０から０．８８である請求項１乃至５のいずれか１項に記載のゴルフクラブヘッド。

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