JPH1161363A - スポーツ用品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】薄肉化しても塑性変形しにくく、耐久性におい
ても低下することのない材料によってスポーツ用品を構
成し、その軽量化を始めとして各種性能の向上を図るこ
と。 【解決手段】本発明のスポーツ用品は、降伏応力が１０
００ＭＰａ以上、比強度が２５０ｃｍ以上の材料を少な
くとも一部に有することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ゴルフ用品、釣
り用品、スキー用品等、各種スポーツ用品に関する。

【０００２】

【従来の技術及びその課題】ゴルフ用品、釣り用品、テ
ニス用品、スキー用品等の各種スポーツ用品は、その扱
い易さ等の理由から、軽量化を図ることが重要な目的と
なっている。そして、この軽量化は、そのスポーツ用品
を構成する材料として、比重の小さいものを用いること
で実現することが可能である。例えば、ゴルフクラブの
ヘッドにチタンを用いると、その比重は、ステンレスの
７．８ｇ／ｃｍ³ と比較して４．５ｇ／ｃｍ³ と小さい
ため、ある程度の軽量化が実現できる。そして、そのよ
うな材料を薄肉厚にすれば、さらなる軽量化を実現する
ことも可能である。

【０００３】しかしながら、材料を薄肉化することによ
る軽量化には限界がある。これは、例えば、上記したチ
タンは、その降伏応力が８００ＭＰａ、比強度が１８０
ｃｍ程度であり（比強度とは、その材料の降伏応力を比
重で除したものであり、その値が大きければ、同じ強度
あたりの重量が少ないことを意味する）、このような材
料を薄肉化すれば、それだけ塑性変形しやすく、耐久性
の面で限界があるからである。実際に、チタンをゴルフ
クラブのヘッドに用いた場合、通常の使用状態におい
て、その薄肉化による限界値はフェース面で略２．６mm
程度であり、これ以上薄肉化することは耐久性の面にお
いて好ましくない。

【０００４】本発明は、スポーツ用品に用いられる材料
の降伏応力、およびその比強度に着目して成されたもの
であり、薄肉化しても塑性変形しにくく、耐久性におい
ても低下することのない材料によってスポーツ用品を構
成し、その軽量化を始めとして各種性能の向上を図るこ
とを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明のスポーツ用品は、降伏応力が１０００ＭＰａ
以上、比強度が２５０ｃｍ以上の材料を、少なくとも一
部に有することを特徴としている。ここで、降伏応力を
１０００ＭＰａ以上としたのは、ゴルフクラブや釣り用
品を始めとするスポーツ用品に、ステンレスやチタン等
が用いられる場合があるが、これらの材料の（降伏応
力，比強度）は、それぞれ（８５０ＭＰａ，１１１ｃ
ｍ）および（８００ＭＰａ，１８１ｃｍ）程度しかな
く、その薄肉化には限界があるからである。すなわち、
スポーツ用品に、降伏応力が１０００ＭＰａ以上、比強
度が２５０ｃｍ以上の材料を用いることで、強度を維持
したままでの薄肉化による全体の軽量化が実現できると
共に、部分的にそのような材料を用いることで、軽量化
を始めとして各種の要求特性を向上させることが可能と
なる。

【０００６】上記した材料として、例えば、ジルコニウ
ム系アモルファス合金を用いることが好ましい。この材
料の（降伏応力，比強度）は、（１９００ＭＰａ，３１
８ｃｍ）であり、例えば、従来のチタンによる薄肉化の
限界値２．６mmに対して、２．０mm程度の薄肉化が可能
となり、全体としての軽量化を実現することができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】上述したように、本発明では、ス
ポーツ用品として、降伏応力が１０００ＭＰａ以上、比
強度が２５０ｃｍ以上の材料を少なくとも一部に用いる
ことを特徴とするものである。このような特徴を有する
材料としては、高張力鋼、冷間加工，熱処理されたチタ
ン合金等を挙げることができるが、特に、ジルコニウム
系アモルファス合金を用いることが好ましい。

【０００８】ジルコニウム系アモルファス合金は、ジル
コニウム、チタン、ニッケル、銅、ベリリウムを混合し
た合金であり、硬度、降伏応力、比重、比強度、弾性
率、弾性限界の各種特性をチタンやステンレスと比較す
ると、以下の表のようになっている。

【０００９】

【表１】

【００１０】上記した特性から明らかなように、ジルコ
ニウム系アモルファス合金は、チタンやステンレスと比
較して、降伏応力、比強度が大きいため、塑性変形しに
くく、薄肉厚に形成することができ、軽量化を実現する
ことが可能である。また、それ以外に、硬度の面におい
ても、チタンやステンレスと比較して固いため、磨耗し
にくく、傷が付きにくいという特性を有し、さらには、
弾性率も低いため、エネルギーロスが少ないという利点
がある。

【００１１】ジルコニウム系アモルファス合金は、急冷
凝固法によって作製することができ、所望の型に融体を
注入して急冷することにより、所望の形状にすることが
可能であり、それ自身の成形体として使用することがで
きる。あるいは、シート状、フィルム状、繊維状等、種
々の形態で使用することが可能であり、さらには、強化
繊維として合成樹脂に混入し、プリプレグとして使用す
ることも可能である。

【００１２】本発明において、スポーツ用品とは、例え
ば、ゴルフクラブシャフトやクラブヘッド等のゴルフ用
品；釣竿やリール、その他の釣り具等の釣り用品；テニ
スラケット等のテニス用品；スキー板、ストック、スキ
ーポール等のスキー用品等を意味する。本発明は、これ
らのスポーツ用品を構成する部材の少なくとも一部に上
記したような、降伏応力が１０００ＭＰａ以上、比強度
が２５０ｃｍ以上の材料を用いるのであり、その用いる
態様としては、例えば、釣竿やゴルフクラブシャフトの
ような管状体の場合、プリプレグとして部分的に巻装し
ても良いし、リールのように多数の構成部品を有する場
合、その構成部品の一部を、上記したような材料によっ
て構成しても良い。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面を参照しな
がら説明する。なお、以下の実施例では、降伏応力が１
０００ＭＰａ以上、比強度が２５０ｃｍ以上の材料とし
て、上記したジルコニウム系アモルファス合金（以下、
アモルファス合金と称する）を用いている。

【００１４】図１は、ゴルフクラブの内、アモルファス
合金を中空ヘッドのフェース部分に用いた例が示されて
いる。ヘッド本体１のクラウン部（上部）１ａおよびソ
ール部１ｂは、例えば、チタン合金等の材料を用いて鋳
造や鍛造によって作製したものであり、その開口部分１
ｃに、アモルファス合金によって形成されたフェース２
を嵌合、ろう付け、電気溶接、超音波溶接、拡散接合等
によって取着する。

【００１５】このように、ヘッド本体のフェース部分に
アモルファス合金を用いることにより、フェース部分を
薄く形成することが可能となる。具体的には従来のチタ
ンフェースが２．６mm程度であったものを、アモルファ
ス合金では２．０mm程度にすることが可能となる。この
結果、フェース部分の重量の軽減により、重心深度が深
くなって、スイートスポットの拡大が図れ、打球方向の
安定化が図れる。また、アモルファス合金は、その比強
度が高く、弾性率が低いため、フェースの剛性を低くす
ることができ、インパクト時のボールの変形量が押さえ
られ、スピン量が減少して飛距離の向上が図れる。

【００１６】図２に示す実施例は、前記同様、フェース
部分をアモルファス合金によって構成したものである。
この実施例では、ヘッド本体１は、図１に示した構成の
ように、開口部１ｃを形成するのではなく、クラウン部
１ａ、ソール部１ｂおよび凹部１ｄを形成したバックフ
ェース部１ｅを一体成形したものである。凹部１ｄ内に
は、アモルファス合金よりも低弾性の軟質体５を介在さ
せ、その上にアモルファス合金によるフェース２を取着
している。この場合、軟質体５は、例えば接着剤であっ
ても良いし、樹脂による層を介在させたものであっても
良い。軟質体５が接着剤でない場合は、フェース２は、
ねじ、リベット等による機械的な接合、ろう付け、電気
溶接、拡散接合等によって、バックフェース部１ｅに取
着することができる。

【００１７】このように、上記したような軟質体５を介
在させたことにより、フェース２の弾性変形が阻害され
ないので、フェース２が確実に固定され、また、フェー
スの剛性を低くすることができ、インパクト時のボール
の変形量が押さえられ、スピン量が減少して飛距離の向
上が図れる。

【００１８】図３に示す実施例は、ヘッド本体１の内、
クラウン部１ａおよびフェース２をアモルファス合金に
よって構成したものである。クラウン部１ａをアモルフ
ァス合金で構成することによって、ヘッド本体１の上部
を薄肉化することができ、ヘッド本体の重心深度が深く
なることに加えて、ヘッド本体を低重心化することがで
きる。この結果、打球を上げることができ、飛距離の向
上に寄与する。なお、この構成において、クラウン部１
ａのみをアモルファス合金で構成しても良い。また、前
記した表に示されるように、アモルファス合金は硬度が
高いため、磨耗しにくく傷が付きにくい、という特性を
有している。このため、ソール部１ｂをアモルファス合
金によって構成することにより、ソール部の傷付き、磨
耗を防止することができる。

【００１９】図４に示す実施例は、ヘッド本体１と図示
していないシャフトとを接合するホーゼル部１０を、ア
モルファス合金によって構成したものである。このよう
に構成することにより、ホーゼル部１０を薄肉、軽量化
することができ、ヘッド本体１を低重心化することがで
きる。また、ホーゼル部の剛性が低いため、そこに挿入
されるシャフトのしなりに対応しやすくなり、球が上が
りやすく飛距離の出るような特性を有するゴルフクラブ
が得られる。

【００２０】また、上述したように、アモルファス合金
は、急冷凝固法によって所望の形状にすることが可能で
あるため、ヘッド本体１自体をアモルファス合金によっ
て一体的に成形しても良い。ヘッド本体１自体をアモル
ファス合金とすることにより、全体を薄肉化することが
でき、同一重量とした場合に、ヘッド本体を大型化（３
００ｃｃ以上）することが可能となる。

【００２１】上記したように、ヘッド本体全体、あるい
は一部をアモルファス合金とすることにより、軽量化や
耐久性の維持が図れ、さらには、重量配分の自由度が大
きくなって、スイートスポットの拡大、重心位置を上
下、左右、前後等に調整した特徴のあるゴルフクラブを
実現することができる。このように、アモルファス合金
を用いる箇所、範囲等は、要求特性等に応じて自由に選
択することができる。なお、上記した各実施例におい
て、ヘッド本体は、木や樹脂等によって中実に構成した
ものでも良く、アイアンクラブであっても良い。

【００２２】図５および図６は、ゴルフクラブのシャフ
ト部分にアモルファス合金を用いた実施例を示す。一般
的に、ゴルフクラブのシャフトは、芯金に対して、強化
繊維に合成樹脂を含浸せしめたプリプレグを巻回し、こ
れを加熱硬化した後、脱芯し、研磨、塗装等の工程を経
て作成される。上述したように、アモルファス合金は、
様々な形態で使用することが可能であり、この実施例の
ように、アモルファス合金をメッシュ状のシートとし、
これをシャフトの外層部分として巻回することも可能で
ある。

【００２３】すなわち、この実施例においては、一方の
端部から他方の端部に向って縮径するような形状を有す
る芯金１５に対して、軸方向に対して斜め方向に強化繊
維を引揃えたプリプレグ１６，１７を、互いの引揃方向
がクロスするように重合し、これを芯金１５に対して巻
回する。次に、この上から、軸方向に強化繊維を引揃え
たプリプレグ１８を巻回し、その上に、シャフトの手元
側となる領域にアモルファス合金メッシュ２０を巻回す
る。このように、プリプレグ１６，１７，１８およびア
モルファス合金メッシュ２０が巻回された芯金１５は、
加熱、冷却工程を経て脱芯され、最終的に図６に示すよ
うなシャフト２５が形成される。

【００２４】上述したように、アモルファス合金は、弾
性限界が高いという特性があるため、これをシャフトの
曲げモーメントが大きい手元側に、メッシュ状のシート
として巻回したことにより、折損防止という効果が得ら
れ、金属シャフトのような使用時の感触（打球感）が得
られる。また、そのようなメッシュ状のシートを外層側
に配したことにより、外観を向上させることができ、さ
らには耐摩耗性を向上させることができる。

【００２５】また、このようなアモルファス合金による
メッシュ状のシートは、手元側領域だけでなくシャフト
全体に亘って巻回しても良い。このように、シャフト全
体に亘って巻回することにより、さらに金属シャフトが
有する感触に近づくという効果が得られる。

【００２６】図７に示す実施例は、アモルファス合金を
強化繊維として軸方向に引揃え、これに合成樹脂を含浸
してプリプレグ３０とし、これを芯金１５に対して、斜
め方向に強化繊維を引揃えたプリプレグ１６，１７と共
に巻回してシャフトを形成するものである。このよう
に、アモルファス合金によるプリプレグを用いて、ゴル
フクラブのシャフトを形成することも可能であり、この
実施例のように、最外層に、アモルファス合金によるプ
リプレグを配することにより、柔軟なシャフトが得ら
れ、飛距離が向上するという効果が得られる。なお、こ
の実施例の構成において、プリプレグ１６，１７につい
ても、その強化繊維をアモルファス合金によって構成し
ても良い。

【００２７】アモルファス合金によってプリプレグを構
成すると、剛性の自由度が得られるという特徴が得られ
るため、これをシャフトの最内層、中間層、最外層とな
る位置の少なくとも一部に巻回することによって、シャ
フト全体として設計の自由度が得られる。この場合、用
いられるプリプレグのアモルファス合金による強化繊維
の引揃方向は、図７に示すような軸方向や斜め方向以外
にも、周方向としたり、あるいは織布状に構成しても良
い。また、プリプレグの巻回数、肉厚、樹脂含浸量等に
ついても適宜変形することが可能である。

【００２８】また、アモルファス合金を繊維状にし、こ
の繊維３５を図８に示すように、外層部分において、綾
巻き状に巻回してシャフト２５ａを形成することも可能
である。このように、アモルファス合金を綾巻き状に巻
回することで、外観の向上が図れると共に軽量でねじれ
にくく、耐磨耗性が向上したシャフトにすることも可能
である。

【００２９】なお、図５乃至図８に示したゴルフクラブ
のシャフトは、図１乃至図４に示されたヘッド本体に装
着することも可能であり、より性能が向上したゴルフク
ラブを得ることが可能となる。また、アモルファス合金
でシャフトシャフトを形成しても良い。

【００３０】上述したように、アモルファス合金は、降
伏応力、比強度が高いため、薄肉化することが可能とな
り、軽量化を実現することができ、さらには、硬度が高
いため、磨耗しにくく、傷が付きにくい、という特徴を
有している。したがって、スポーツ用品の適所にこのよ
うな材料を、任意の形態で用いることにより、その用品
の性能、耐久性等の特性を向上させることができる。

【００３１】図９は、アモルファス合金を釣り用品に適
用する一例を示したものであり、釣竿５０にスピニング
リール７０を取り付けた構成例を示している。この内、
釣竿５０は、上述したゴルフクラブシャフトと同様な製
造方法によって作成することができるため、上述したよ
うなアモルファス合金によるプリプレグを用いて構成す
ることができる。また、釣竿５０に装着される尻栓５
１、リールシート５３、ガイド支持部材５５をアモルフ
ァス合金によって構成することができ、これらの部材の
軽量化、耐久性の向上を図ることができる。この内、リ
ールシート５３は軽量、小型化することができるため、
握りやすくなり、また、ガイド支持部材５５が軽量化す
ることによって、釣竿５０の曲げ等の性能を阻害しない
等の副次的な作用効果が得られる。

【００３２】また、スピニングリール７０の外装やスプ
ール７１をアモルファス合金によって構成することで、
全体の軽量化が図れると共に、磨耗や傷付きを防止する
ことができる。さらに、ロータ７２をアモルファス合金
によって構成することで、軽量化することができ、その
回転性能を向上させることが可能となる。もちろん、こ
れらの部材以外、例えばリール本体の内部に組み込まれ
ているような軸、ベアリング、ギア等についても、アモ
ルファス合金によって構成しても良い。

【００３３】以上、本発明の実施例をゴルフ用品、釣り
用品について説明したが、本発明は、これら以外のスポ
ーツ用品、例えば、テニス用品やスキー用品等にも適用
することができる。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
スポーツ用品の少なくとも一部に降伏応力が１０００Ｍ
Ｐａ以上、比強度が２５０ｃｍ以上の材料を用いること
で、強度を維持したままでの薄肉化による軽量化が実現
できると共に、部分的にそのような材料を用いること
で、各種の要求特性を向上させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明をゴルフクラブヘッドに適用した第１の
実施例を示す図。

【図２】本発明をゴルフクラブヘッドに適用した第２の
実施例を示す図。

【図３】本発明をゴルフクラブヘッドに適用した第３の
実施例を示す図。

【図４】本発明をゴルフクラブヘッドに適用した第４の
実施例を示す図。

【図５】本発明をゴルフクラブのシャフトに適用した第
５の実施例を示す図であり、シャフトを構成するプリプ
レグの配列を示す図。

【図６】図５のプリプレグの配列によって作成されたシ
ャフトを示す図。

【図７】本発明をゴルフクラブのシャフトに適用した第
６の実施例を示す図であり、シャフトを構成するプリプ
レグの配列を示す図。

【図８】本発明をゴルフクラブのシャフトに適用した第
７の実施例を示す図。

【図９】本発明を釣り用品に適用した第８の実施例を示
す図。

【符号の説明】

１ ヘッド本体 ２ フェース １０ ホーゼル部 ２０ アモルファス合金メッシュ ２５，２５ａ シャフト １６，１７ プリプレグ ３０ アモルファス合金プリプレグ ５０ 釣竿 ５１ 尻栓 ５３ リールシート ５５ ガイド支持部材 ７０ スピニングリール

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 降伏応力が１０００ＭＰａ以上、比強度
   が２５０ｃｍ以上の材料を少なくとも一部に有すること
   を特徴とするスポーツ用品。
2. 【請求項２】 前記材料は、ジルコニウム系アモルファ
   ス合金であることを特徴とする請求項１に記載のスポー
   ツ用品。