JP3819409B2

JP3819409B2 - 中空ゴルフクラブヘッド

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Publication number: JP3819409B2
Application number: JP2004558435A
Authority: JP
Inventors: 紀彦中原; 眞司山本
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2002-12-06
Filing date: 2003-12-08
Publication date: 2006-09-06
Anticipated expiration: 2023-12-08
Also published as: JPWO2004052474A1; KR20050084089A; WO2004052474A1; US20060052177A1; KR100768417B1; CN1720081A; US7470201B2

Description

本発明は、ゴルフボールを打撃する打撃面が金属材料からなるフェース部と、このフェース部と隣接したクラウン部、ヒール部、ソール部およびトウ部とを有する中空ゴルフクラブヘッドに関する。

近年、金属製の中空ゴルフクラブヘッドにおいて、ゴルフボールを打撃する打撃面にチタン合金等を用いる他に、打撃面を成すフェース部材の厚さを薄くすることで、あるいは、フェース部材がクラウン部材やソール部材等の他の部材と接合した接合端の部分を部分的に薄くすることで、ゴルフボールの反発係数を向上することができることが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特許文献１は、ゴルフボールの打撃面の内周縁に薄肉部が形成された中空ゴルフクラブヘッドを開示している。これにより、ゴルフボールの打撃時における打撃面の弾性的な撓みを助長させて打ち出されるゴルフボールの反発係数を高め、ゴルフボールの飛距離の向上を実現している。
特開平１０−１５５９４３号公報

しかし、フェース部材を全体的に薄くしたりあるいは部分的に薄くすると、フェース部材自体の剛性が低下し、ゴルフボールのインパクト時のインパクト力に対する力学強度が低下することになるため、薄くするフェース部材の肉厚の厚さには限界がある。このため、フェース部材を全体的に薄くしたりあるいは部分的に薄くする上記方法によって、打ち出されるゴルフボールの反発係数を一層高めることができないといった問題がある。

そこで、本発明は、フェース部材の肉厚の変更によって反発係数を高める上記方法とは全く異なる方法によって、打ち出されるゴルフボールの反発係数を高め、ゴルフボールの飛距離を伸ばすことのできる中空ゴルフクラブヘッドを提供することを目的とする。

上記目的を解決するために、本発明は、ゴルフボールを打撃する打撃面が金属材料からなるフェース部と、このフェース部に隣接したクラウン部、ヒール部、ソール部およびトウ部とを有する中空ゴルフクラブヘッドであって、
前記クラウン部、前記ヒール部、前記ソール部および前記トウ部のうち少なくとも２つの部分は、前記フェース部まで延在する第１部材と、その他の第２部材とに分割され、前記第２部材は金属材料からなり、前記第１部材が前記フェース部に隣接する端から３０ｍｍの範囲内の領域に、前記第１部材と前記第２部材とを接合する繊維強化プラスチックからなる接合部材を有し、前記第１部材の端面と前記第２部材の端面とが離間した状態で、前記第１部材と前記第２部材とが前記接合部材を介して接合されるよう、前記接合部材が、前記第１部材および前記第２部材のそれぞれと重ねられて接合されており、前記接合部材の、前記第１部材と重ねられた部分の長さをＧとし、前記接合部材の、前記第２部材と重ねられた部分の長さをＨとするとき、前記長さＧは８ｍｍ〜３０ｍｍであり、また、前記長さＨは５ｍｍ〜２０ｍｍであり、かつ、前記接合部材と接合する前記第１部材の肉厚をｔ _１とし、前記第２部材と接合する前記接合部材の肉厚をｔ _２とするとき、前記肉厚ｔ _１が０．５ｍｍ〜２．０ｍｍであり、かつ、前記肉厚ｔ _２が０．５ｍｍ〜１．５ｍｍであることを特徴とする中空クラブヘッドを提供することを目的とする。

また、第１部材および前記第２部材は、前記接合部材と接着により接合されていることが好ましい。

繊維強化プラスチックからなる接合部材において、繊維の弾性率が２７×１０ ³ （ｋｇ重／ｍｍ ² ）未満であることが好ましい。

本発明の中空ゴルフクラブヘッドのクラウン部、ヒール部、ソール部およびトウ部のうち少なくとも２つの部分は、フェース部と隣接する端に沿ってこの隣接する端から３０ｍｍの範囲内の領域に、繊維強化プラスチック材料およびフェース部を構成する金属材料と異なる異種金属材料の少なくとも一方が用いられているので、この部分における曲げ剛性をフェース部における曲げ剛性に比べて低下させることができ、ゴルフボールのインパクト時のフェース部の変形を大きくし、これによって、打ち出されるゴルフボールの反発係数を高めゴルフボールの飛距離を増大させることができる。

以下、本発明の中空ゴルフクラブヘッドについて、添付の図面に示される好適実施形態を基に詳細に説明する。

［第１実施形態］
図１Ａは、本発明の中空ゴルフクラブヘッドの第１実施形態である中空ゴルフクラブヘッド（以降、単にゴルフクラブヘッドという）１０の概略を示す正面図であり、図１Ｂはゴルフクラブヘッド１０のフェース部側から見た側面図である。図１Ｃはゴルフクラブヘッド１０のソール部側から見た底面図である。

ゴルフクラブヘッド１０は、ゴルフボールを打撃する金属材料からなる打撃面を有するフェース部１２と、ゴルフクラブヘッド１０の上面を形成するクラウン部１４と、ゴルフクラブシャフトが挿入されるシャフト挿入孔１５を有するネック部１６と、クラウン部１４の縁に沿って接続したサイド部であって、ネック部１６側に位置するヒール部１８と、フェース部１２を挟んでネック部１６の反対側に位置するトウ部２０と、ヒール部１８およびトウ部２０の縁に沿って接続され、クラウン部１４と対向するように配置されたゴルフクラブヘッド１０の底面を成すソール部２２とを有して構成される。

クラウン部１４、ヒール部１８、トウ部２０およびソール部２２は、フェース部１２と隣接している。
ここで、ヒール部１８とトウ部２０は、少なくとも１つのサイド部材によってサイド部が形成されている。

なお、フェース部１２、クラウン部１４、ソール部２２およびサイド部の各部分は、それぞれ対応する部材が作製された後溶接や接着剤等による接合により一体的になって形成されたものであってもよいし、あるいは、フェース部１２、クラウン部１４、ソール部２２およびサイド部の少なくとも２つの部分に対応する部材が一体的に作製された後溶接や接着剤等による接合により一体的になって形成されたものであってもよい。また、クラウン部１４およびソール部２２のそれぞれは、部材の一部分が残りの部分と別々に作製された後溶接や接着剤等による接合により一体的になって形成されたものであってもよい。

少なくとも、ゴルフクラブヘッド１０において作製方法は特に限定されない。
フェース部１２、ヒール部１８およびトウ部２０は、チタン合金、マグネシウム合金、ステンレス合金およびアルミニウム合金の中から選択された合金によって構成されている。

クラウン部１４は、チタン合金、マグネシウム合金、ステンレス合金およびアルミニウム合金の中から選択された合金材料によって構成され、スリット状の切欠き部１４ｂを有するクラウン本体部材１４ａと、このスリット状の切欠き部１４ｂに係合し、切欠き部１４ｂの周りのクラウン本体部材１４ａと接着されて切欠き部１４ｂを閉塞する閉塞部材１４ｃとによって構成される。

また、ソール部２２は、チタン合金、マグネシウム合金、ステンレス合金およびアルミニウム合金等の中から選択された合金によって構成されたソール本体部材２２ａと、ソール本体部２２ａに設けられたスリット状の切欠き部２２ｂに係合し、切欠き部２２ｂの周りのソール本体部材２２ａと接着されて切欠き部２２ｂを閉塞する閉塞部材２２ｃとによって構成される。
なお、切欠き部１４ｂ，２２ｂはともに、切欠き部１４ｂ，２２ｂの両端の切欠き幅を大きくして余分な応力が集中しないように構成されている。

閉塞部材１４ｃ，２２ｃは、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維等の強化繊維を、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂等のマトリクス樹脂に含浸させて形成された繊維強化プラスチック材料により構成され、所定の方向に繊維を配向させた繊維強化プラスチック材料を層状に複数積層して形成された複合材料となっている。なお、強化繊維は、弾性率が２７×１０³（ｋｇ重／ｍｍ²）未満であるのが好ましい。
また、閉塞部材１４ｃ，２２ｃは、フェース部１２に用いられる金属材料の曲げ剛性よりも低い材料が用いられ、好ましくは、ヤング率が低い材料が用いられる。ここで、曲げ剛性は、フェース部の打撃面に垂直な平面でクラウン部を切断した時のクラウン部の切断線に沿った方向に沿って面外方向に曲げたときの曲げ剛性である。

図２は、図１Ａに示すＡ−Ａ線に沿って切断されたゴルフクラブヘッド１０のＡ−Ａ矢視断面図である。
閉塞部材１４ｃは、フェース部１２と隣接するクラウン部１４の縁から３０ｍｍの範囲内のクラウン部１４の領域にフェース部１２と隣接するクラウン部１４の縁に沿って配されており、閉塞部材２２ｃは、フェース部１２と隣接するソール部２２の縁から３０ｍｍの範囲内のソール部２２の領域にフェース部１２と隣接するソール部２２の縁に沿って配されている。

フェース部１２と隣接する縁に沿ってこの縁から３０ｍｍ以内の領域に閉塞部材１４ｃ，２２ｃを設けるのは、フェース部１２のインパクト時の変形を効果的に大きくして打ち出されるゴルフボールの反発係数を高め飛距離を上昇させることができるからである。すなわち、このような構成とすることで、後述する実施例に示すように、フェース部１２の厚さを薄くすることなく打ち出されたゴルフボールの反発係数を上げることができゴルフボールの飛距離が向上するといった効果を発揮する。なお、フェース部１２と隣接するクラウン部１４およびソール部２２の縁に沿って配される閉塞部材１４ｃ，２２ｃの長さは、２０〜５０ｍｍとするのが上記効果を効果的に発揮する点から好ましい。
なお、上記実施形態では、クラウン部１４とソール部２２の切欠き部１４ｂ，２２ｂの閉塞部材１４ｃ，２２ｃに、繊維強化プラスチック材料を用いるものであるが、閉塞部材として、フェース部１２に用いられる金属材料と異なる異種金属材料が用いられてもよい。この場合、クラウン部１４とソール部２２の一方に繊維強化プラスチックが他方に異種金属材料が用いられてもよい。
この場合においても、用いられる異種金属材料は、フェース部１２の金属材料に比べて曲げ剛性の低い材料、好ましくは、ヤング率が低い材料が用いられる。

異種金属材料とは、単体金属の場合種類が異なる金属であるほか、合金の場合は、比較する合金との間で、共通する元素の組成比率のうち小さい方の値を取り出して合計した時の値が２０％未満である場合をいう。例えば、６−４チタン合金（Ｔｉ：Ａｌ：Ｖ＝９０：６：４）と１５−５−３チタン合金（Ｔｉ：Ｍｏ：Ｚｒ：Ａｌ＝７７：１５：５：３）とを比較する場合、上記合計値が８０％（＝７７＋３）となるので、６−４チタン合金と１５−５−３チタン合金とは異種金属材料とはいわない。一方、マグネシウムが８０％以上の組成比率を持つマグネシウム合金と６−４チタン合金とは異種金属材料といえる。

また、クラウン部１４およびソール部２２の他に、ヒール部１８およびトウ部２０に切欠き部が設けられ、この切欠き部を閉塞するようにフェース部１２に用いられる金属材料と異なる異種金属材料や上記繊維強化プラスチック材料が用いられてもよい。この場合、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、フェース部１２との隣接する縁からトウ部２０やヒール部１８の輪郭に沿った３０ｍｍの範囲内の領域に切欠き部がフェース部１２と隣接する縁に沿って設けられ、したがって、ヒール部１８およびトウ部２０の部分は、フェース部１２と隣接する端から３０ｍｍの範囲内にこの隣接する端に沿って切欠き部を有し、この切欠き部を閉塞する閉塞部材が設けられる。この場合、フェース部１２と隣接する縁に沿って配される閉塞部材の長さは１０〜２０ｍｍとするのが好ましい。

本発明においては、上記繊維強化プラスチック材料およびフェース部１２に用いられる金属材料と異なる異種金属材料が、クラウン部、ソール部、ヒール部およびトウ部の少なくとも２つの部分に用いられる。
なお、フェース部１２と隣接する縁とは、フェース部１２の中央付近の曲率半径に比べて半分以下に曲率半径が小さくなった部位であり、実質的に、曲率半径が略不連続に変化する部位である。

このように、本発明の中空ゴルフクラブヘッドは、このゴルフクラブヘッドのクラウン部、ヒール部、ソール部およびトウ部のうち少なくとも２つの部分が、ゴルフクラブヘッドのフェース部との隣接する端に沿った隣接する端から３０ｍｍの範囲内の領域において、フェース部に用いられる金属材料と異なる異種金属材料および繊維強化プラスチック材料の少なくとも一方が用いられるので、フェース部の他にクラウン部、ヒール部、ソール部およびトウ部のうち少なくとも２つの部分がゴルフボールのインパクトに対して変形し易い構造となり、フェース部を従来に比べて大きく変形させ、したがって打ち出されるゴルフボールの反発係数を高めゴルフボールの初速度を高めて飛距離を向上させることができる。

上記実施形態におけるゴルフクラブヘッド１０の閉塞部材１４ｃ，２２ｃをクラウン部１４に設ける方法は特に制限されず、どのような方法によってもよい。例えばクラウン本体部材やソール部材等の本体部材を切欠き部を境にして２つの本体部分部材に分けて作製し、作製された２つの本体部分部材によって形成される切欠き部の位置に閉塞部材を配した後２つの本体部分部材で閉塞部材を挟みつつ接着剤で閉塞部材と閉塞部材周りの本体部分部材を接合するとともに、２つの本体部分部材を溶接や接着剤で接合するとよい。

本発明の中空ゴルフクラブヘッドを用いてゴルフボールの飛距離を測定し、本発明の効果を調べた。
本発明の中空ゴルフクラブヘッドとして、図１Ａから図１Ｃに示すゴルフクラブヘッドを作製した。クラウン部１４とソール部２２との閉塞部材１４ｃ，２２ｃに炭素繊維強化プラスチック材料から成る積層複合材料を用い、フェース部に１５−５−３チタン合金からなる部材を、その他の部分に６−４チタン合金からなる部材を用いたゴルフクラブヘッドを作製した（実施例１）。

炭素繊維強化プラスチック材料は、炭素繊維の弾性率が２７×１０³（ｋｇ重／ｍｍ²）未満のものを用いた。なお、複合材料の構成は、配向角を±４５度で交互に積層した４層構成の複合材料とした。ここで、配向角はゴルフボールの打ち出し方向を基準方向とした炭素繊維の配向方向である。

さらに、クラウン部１４、ヒール部１８、トウ部２０およびヒール部２２に、フェース部１２と隣接する端から３０ｍｍの範囲内の領域にこの隣接する端に沿って切欠き部を設け、実施例１と同様の複合材料を切欠き部の閉塞部材とし、これ以外の部分に実施例１に用いたチタン合金と同じチタン合金を用いたゴルフクラブヘッドを作製した（実施例２）。

また、図１Ａから図１Ｃに示すクラウン部１４とソール部２２との閉塞部材１４ｃ，２２ｃにマグネシウムの組成比率が８０％以上のマグネシウム合金を用い、これ以外の部分に実施例１に用いたチタン合金と同じチタン合金を用いたゴルフクラブヘッドを作製した（実施例３）。上記マグネシウム合金は、上記チタン合金と異種金属材料の関係にあるものを用いた。

さらに、クラウン部１４、ヒール部１８、トウ部２０およびヒール部２２に、フェース部１２と隣接する端から３０ｍｍの範囲内の領域にこの隣接する端に沿って切欠き部を設け、実施例３と同様のマグネシム合金を切欠き部の閉塞部材とし、これ以外の部分に実施例１に用いたチタン合金と同じチタン合金を用いたゴルフクラブヘッドを作製した（実施例４）。
なお、実施例１〜４に用いる閉塞部材における曲げ剛性はいずれも、フェース部における曲げ剛性に比べて値を低くなるようにした。

また、比較例として、実施例１〜４において用いたチタン合金と同様のチタン合金により構成した単一合金からなる中空ゴルフクラブヘッドを作製した。
作製したゴルフクラブヘッドに、ゴルフクラブシャフトを装着し、さらに、このゴルフクラブシャフトにグリップ部を設けてゴルフクラブを作製した。

飛距離の測定は、ミヤマエ社製ミヤショットロボ４により、ヘッドスピード４０（ｍ／秒）の条件の下で、作製されたゴルフクラブを用いてゴルフボールを試打して行った。

飛距離は、比較例を１００として指数によりまとめ、下記表１に示す結果が得られた。なお、指数が大きいほどゴルフボールの飛距離が伸びたことを表す。
下記表１における「ＦＲＰ」は炭素繊維強化プラスチックを意味する。

上記表１からわかるように、実施例１〜４のゴルフクラブヘッドを用いたゴルフクラブはいずれも比較例に比べて飛距離が伸びていることがわかった。

［第２実施形態］
図４Ａは、本発明の中空ゴルフクラブヘッドの第２実施形態である中空ゴルフクラブヘッド（以降、単にゴルフクラブヘッド１１０という）のヒール側から見た側面図であり、図４Ｂは、図４Ａに示すゴルフクラブヘッドのクラウン側から見た上面図であり、図４Ｃは、図４Ａに示すゴルフクラブヘッドのフェース側から見た正面図である。

ゴルフクラブヘッド１１０は、ゴルフボールを打撃する金属材料からなる打撃面を有するフェース部１１２と、ゴルフクラブヘッド１１０の上面を形成するクラウン部１１４と、ゴルフクラブシャフトが挿入されるシャフト挿入孔１１５を有するネック部１１６と、クラウン部１１４の縁に沿って接続したサイド部であって、ネック部１１６側に位置するヒール部１１８と、フェース部１１２を挟んでネック部１１６の反対側に位置するトウ部１２０と、ヒール部１１８およびトウ部１２０の縁に沿って接続され、クラウン部１１４と対向するように配置されたゴルフクラブヘッド１１０の底面を成すソール部１２２とを有して構成される。

ヒール部１１８、トウ部１２０、ソール部１２２およびクラウン部１１４、は、フェース部１１２と隣接している。
ここで、ヒール部１１８とトウ部１２０は、少なくとも１つのサイド部材によってサイド部が形成されている。フェース部１１２、ヒール部１１８およびトウ部１２０は、チタン合金からなるが、チタン合金、マグネシウム合金、ステンレス合金およびアルミニウム合金の中から選択された合金から構成されてもよい。
クラウン部１１４およびソール部１２２は、チタン合金からなるが、チタン合金、マグネシウム合金、ステンレス合金およびアルミニウム合金の中から選択された合金材料や繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）から構成されてもよい。

クラウン部、ヒール部、ソール部およびトウ部のうち少なくとも２つの部分が、フェース側とバック側にそれぞれ分割される。

本実施形態では、２つの部分としてクラウン部およびソール部とを選択し、図４に示すように、クラウン部１１４は樹脂からなる接合線１３０を境界としフェース側クラウン部とバック側クラウン部に分割され、ソール部は樹脂からなる接合線１３２を境界としてフェース側ソール部とバック側ソール部に分割される。これら接合線１３０、１３２は、フェース部１１２と隣接する端に沿ったこの隣接する端から３０ｍｍの範囲内にある。なお、接合線１３０、１３２の全てが、フェース部１１２と隣接する端に沿ったこの隣接する端から３０ｍｍの範囲に含まれてなくてもよく、少なくとも２箇所存在する接合線の全長が４０ｍｍ以上あればよい。

接合線に沿って２分割されたクラウン部１１４およびソール部１２２のそれぞれの部材は、接着剤により、図５Ａ（または図５Ｂ）に示す接合部１４０（または１４４）、１４２と接着されて、フェース側とバック側とが一体となって形成されている。接合部は、炭素繊維を強化繊維として、マトリクス樹脂に含浸させて形成した炭素繊維強化プラスチック材料により構成される。なお、接合部は、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維等の強化繊維を、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂等のマトリクス樹脂に含浸させて形成された繊維強化プラスチック材料により構成されてもよい。

本実施形態では、クラウン部およびソール部がそれぞれ２分割されており、分割された部材は接合部を介して一体となっているため、ゴルフボールのインパクトに対して変形し易い構造となっている。したがって、フェース部を従来に比べて大きく変形させ、したがって打ち出されるゴルフボールの反発係数を高めゴルフボールの初速度を高めて飛距離を向上させることできる。

図５Ａは、図４Ｂに示すＢ−Ｂ線に沿って切断されたゴルフクラブヘッド１１０のＢ−Ｂ矢視断面の一例を示す図である。
２分割されたクラウン部およびソール部のそれぞれの部分のうち、フェース側を構成する部材をフェース側部材１１２といい、バック側を構成する部材をバック側部材１１４、１２２という。図４Ｂに示す実施形態では、フェース側部材とバック側部材とは共にチタン合金で構成され、接合線１４０、１３２に沿って隔てられているが、この接合線はフェース側部材とソール側部材との隙間を埋める樹脂である。しかし、接合線はこれに限定されず、例えば、繊維強化プラスチック材料（ＦＲＰ）を用いて隙間を埋めてもよい。また、この隙間の幅は１ｍｍとするが、ゴルフボールのインパクトに対して変形し易い構造とするために設けられており、その幅は適宜設定することができる。

接合部１４０、１４２はそれぞれ１つの接合部材によって構成されており、炭素繊維強化プラスチックからなる。接合部１４０の全長をＦ１として、フェース側クラウン部と接着する部分の長さをＧ１とし、バック側クラウン部と接着する部分の長さをＨ１とすると、接合部の全長Ｆ１は１５ｍｍ〜８０ｍｍであればよい。また、フェース側接合部長さＧ１は、８ｍｍ〜３０ｍｍのものが好ましく、１２ｍｍ〜２０ｍｍのものがより好ましい。バック側接合部長さＨ１は、５ｍｍ〜４０ｍｍのものが好ましく、５ｍｍ〜３０ｍｍのものがより好ましく、さらに５ｍｍ〜２０ｍｍのものが好ましい。
なお、接合部１４２の全長や接合長さは、接合部１４０と同様である。

図５Ｂは、図４Ｂに示すＢ−Ｂ線に沿って切断されたゴルフクラブヘッド１１０のＢ−Ｂ矢視断面の他の例を示す図であり、接合部１４０の変形例を示す。図５Ｂでは、フェース側と接着する接合部１４４の一部分が湾曲して、フェース部１１２と接着されている。このようにフェース側の接合部は、クラウン部のみならず、フェース部と接してもよい。同様にソール部１４２もフェース部に接してもよい。だたし、この場合にも、接合部の全長Ｆ２は１５ｍｍ〜８０ｍｍであり、好ましくは５〜２０ｍｍである。

［第３実施形態］
図６Ａは、本発明の中空ゴルフクラブヘッドの第３実施形態である中空ゴルフクラブヘッド（以下、ゴルフクラブヘッド１６０という）のヒール側から見た側面図であり、図６Ｂは、図６Ａに示すゴルフクラブヘッドのクラウン側から見た上面図であり、図６Ｃは、図６Ａに示すゴルフクラブヘッドのフェース側から見た正面図である。
第２実施形態では、クラウン部１１４とソール部１２２に、フェース部１１２と同じ金属材料（チタン合金）を用いたが、第３実施形態では、フェース部とは異なる異種金属材料を用いる。なお、第２実施形態と同じ部分には同じ符号を付し説明を省略する。
異種金属材料とは、単体金属の場合種類が異なる金属であるほか、合金の場合は、比較する合金との間で、共通する元素の組成比率のうち小さい方の値を取り出して合計した時の値が２０％未満である場合をいう。

本発明の中空ゴルフクラブヘッドは、クラウン部１２４、ヒール部１１８、ソール部１２６およびトウ部１２０のうち少なくとも２つの部分が、フェース部と隣接する端に沿ったこの隣接する端から３０ｍｍの範囲内の領域で２分割され、フェース部１１２まで延在する第１部材と、その他の第２部材とを有してそれぞれ構成される。

本実施形態では、２分割される部分としてクラウン部１２４およびソール部１２６とを選択し、図７Ａ及び図７Ｂに示すように、クラウン部１２４は樹脂からなる接合線１３０を境界としフェース側クラウン部とバック側クラウン部に分割され、ソール部１２６は樹脂からなる接合線１３２を境界としてフェース側ソール部とバック側ソール部に分割される。

さらに、図７Ａ及び図７Ｂに示すように、これら第１部材および第２部材と重なって接合する接合部材１４０（または１４４）、１４２により接合部が形成され、この接合部材は繊維強化プラスチックからなる。このため、本発明の中空ゴルフクラブヘッドは、ゴルフボールのインパクトに対して変形し易い構造となり、フェース部を従来に比べて大きく変形させ、したがって打ち出されるゴルフボールの反発係数を高めゴルフボールの初速度を高めて飛距離を向上させることができる。

図７Ａは、図６Ｂに示すＣ−Ｃ線に沿って切断されたゴルフクラブヘッドのＣ−Ｃ矢視断面の一例を示す図である。図５Ａに示すゴルフクラブヘッド１１０では、接合部は１つの接合部材によって構成されていたが、図７Ａに示すゴルフクラブヘッド１６０では、接合部１４０はバック側部材１２４の一部分として構成され、炭素強化繊維プラスチックからなる。

図７Ｂは、図６Ｂに示すＣ−Ｃ線に沿って切断されたゴルフクラブヘッド１６０のＣ−Ｃ矢視断面の他の例を示す図であり、接合部１４０の変形例を示す。図７Ｂでは、フェース側と接着する接合部１４４の一部分が湾曲して、フェース部と接着されている。このようにフェース側の接合部はクラウン部のみならず、フェース部と接してもよい。だたし、この場合にも、接合部の全長Ｆ２は１５ｍｍ〜８０ｍｍである。また、ソール部１４２も同様にフェース部に接してもよい。

本発明の中空ゴルフクラブヘッドは、クラウン部、ヒール部、ソール部およびトウ部のうち少なくとも２つの部分が、フェース部と隣接する端に沿ったこの隣接する端から３０ｍｍの範囲内の領域で２分割され、フェース部まで延在する第１部材と、繊維強化プラスチックからなる第２部材とを有してそれぞれ構成される。さらに、中空ゴルフクラブヘッドの第２部材が第１部材と重なって接合した、接合部が形成されている。このため、本発明の中空ゴルフクラブヘッドは、ゴルフボールのインパクトに対して変形し易い構造となり、フェース部を従来に比べて大きく変形させ、したがって打ち出されるゴルフボールの反発係数を高めゴルフボールの初速度を高めて飛距離を向上させることができる。

本発明の中空ゴルフクラブヘッドを用いて耐久性および反発性を測定し、本発明の効果を調べた。
本発明の中空ゴルフクラブヘッドとして、図４Ａから図４Ｃに示すゴルフクラブヘッドを作製した。

分割する部分として、図４Ａから図４Ｃに示すようにクラウン部およびソール部を選択し、それぞれの第１部材および第２部材に図５Ａに示すようにチタン合金（Ｔｉ合金）を用いた。このチタン合金は、Ｖが１５ｗｔ％、Ｃｒが３ｗｔ％、Ａｌが３ｗｔ％、Ｓｎが３ｗｔ％で、残部がＴｉで組成されたものである。また、第１部材と第２部材の隙間を樹脂で詰めて塞いだ。

複合部に炭素繊維強化プラスチック材料（ＣＦＲＰ）が積層された複合材料を用いた。この炭素繊維強化プラスチック材料は、炭素繊維の弾性率が２４×１０³（ｋｇ重／ｍｍ²）であって、繊維目付が１６０ｇ／ｍ^２で、レジンコンテントが３８％のものである。なお、複合材料の構成は、配向角を±４５°で交互に積層した６層構成の複合材料である。ここで、配向角は、図８に示すように、ゴルフボールの打ち出し方向Ｄを基準方向とした炭素繊維の配向方向をいう。
フェース部材には１５−５−３チタン合金からなる部材を用いた。
さらに、図９に示すように、クラウン部およびソール部の第１部材の肉厚をｔ１とし、複合部の炭素繊維強化プラスチック材料の肉厚をｔ２として、図５Ａに示すフェース側複合部長さをＧとし、バック側複合長さをＨとして、下記表２に示すように設定して実験例１〜２０を作製した。なお、本発明において、ｔ１の肉厚が０．５〜２．０ｍｍであり、かつｔ２の肉厚が０．５〜１．５ｍｍものが好ましく、ｔ１の肉厚が０．８〜１．８ｍｍであり、かつｔ２の肉厚が０．８〜１．２ｍｍであるものがより好ましい。

第１部材の肉厚ｔ１、複合部の炭素繊維強化プラスチック材料の肉厚ｔ２、フェース側複合部長さＧ、およびバック側複合長さＨは、フェースのトウ、ヒール方向の幅を１００％として、その幅の中央から±２０％の範囲内のいずれかの断面において達成されていればよい。この幅を規定するにあたり、トウの端部は通常のアドレスポジションにおいて最もトウ側に張り出した箇所にて規定し、ヒールの端部は通常のアドレスポジションにおいて基準面から上方１６ｍｍの箇所において規定される。上記断面はフェース面および基準面に対して直角であることが好ましい。

ここで、通常のアドレスポジションに設置するとは、ゴルフクラブヘッド１をライ角度通りに設置し、かつ、その時のゴルフクラブシャフトの中心軸とゴルフクラブヘッドのフェース部のリーディングエッジとが基準面の垂直上方から見て互いに平行になるように、つまりフェースアングルが０度になるように設置することをいう。ライ角度通りに設置とはゴルフクラブヘッドの底面を成すソール部のラウンド面と基準面との間の隙間がトウ側およびヒール側で略等しくなるように設置することをいう。ソール部のラウンド面が不明瞭な場合、フェース面に形成されているスコアラインと基準面とが平行になるように設置してもよい。また、ゴルフクラブにおいて、ソール部のラウンド面が不明瞭であり、かつスコアラインが直線状でない等により基準面との平行か否かの判別が困難な場合は、ライ角度は、ライ角度（度）＝（１００−クラブ長さ（インチ））にて設定される。例えば、４４インチのクラブ長さであれば、ライ角度は１００−４４＝５６度になる。
ここで、クラブ長さは、社団法人日本ゴルフ用品協会が定める測定法により測定される。測定器としては、株式会社鴨下精衡所製のクラブ・メジャーＩＩが挙げられる。

実験例１を従来例とし、従来例ではクラウン部およびソール部は共に分割しておらず、チタン合金のみを用い、その肉厚は１．７ｍｍである。実験例２〜１１は、複合部長さＧおよびＨを一定にして、第１部材の肉厚ｔ１と複合部の肉厚ｔ２を変化させ、実験例１２〜２０は、第１部材の肉厚ｔ１と複合部材の肉厚ｔ２を一定にして、複合部材長さＧおよびＨを変化させて設定した。

作製したゴルフクラブヘッドに横浜ゴム株式会社製ＴＲＸ−ＤＵＯＭ４０（商品名）用のゴルフクラブシャフトを取り付けてゴルフクラブを作製し、以下に示す試験を行った。このゴルフクラブの長さは、４５インチである。
また、各試験で用いたゴルフボールには、横浜ゴム社製ＴＲＸ（商品名）ボールを用いた。

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／秒の速度で実験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（実験例１）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。

反発性については、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」に基づいて測定された実施例の反発係数を用いて評価した。この場合、従来例の反発係数を１００として、各実施例の反発を数値で表した。
下記表２における合計点は耐久性と反発性とを足した値であり、従来例（実験例１）の２００が基準値となり、耐久性および反発性が優れている程、数値が大きくなる。

上記表２に示す実験例２〜１１から分かるように、実験例２〜１１は、いずれも従来例（実験例１）と比較して合計点が大きいことが分かる。特に実験例２〜５の合計値が大きく、更に実験例３および４の合計値が最大であることが分かる。

したがって、ｔ１の肉厚が０．５〜２．０ｍｍであり、かつｔ２の肉厚が０．５〜１．５ｍｍものが好ましく、さらに、好ましくは、ｔ１の肉厚が０．８〜１．８ｍｍであり、かつｔ２の肉厚が０．８〜１．２ｍｍであるものがよいと言える。

また、表２に示す実験例１２〜２０を、ｔ１の肉厚およびｔ２の肉厚が同一の実験例３と比較すると、複合部Ｇの値が８ｍｍ以下であり、かつ複合部Ｈの値が５ｍｍ以下である実験例１４より、複合部Ｇの値が８ｍｍ以上である実験例１３および１６の方が合計点が大きく、複合部Ｇの値が８ｍｍ以下であり、かつ複合部Ｈの値が５ｍｍ以下である実験例１４より、複合部Ｈの値が５ｍｍ以上である実験例１２および１５の方が合計点が大きく、複合部Ｇの値が２０ｍｍ以上である実験例２０より、複合部Ｇの値が２０ｍｍ以下である実験例３の方が合計点が大きく、複合部Ｈの値が２０ｍｍ以上である実験例１６より、複合部Ｈの値が２０ｍｍ以下である実験例３の方が合計点が大きい。

フェース側複合部長さＧは８ｍｍ〜３０ｍｍのものが好ましく、１２ｍｍ〜２０ｍｍのものがより好ましい。
バック側複合部長さＨは、５ｍｍ〜４０ｍｍのものが好ましく、５ｍｍ〜３０ｍｍのものがより好ましく、さらに５ｍｍ〜２０ｍｍのものが好ましい。

［第４実施形態］
図１０Ａは、本発明の中空ゴルフクラブヘッド（以降、単にゴルフクラブヘッド２１０という）のヒール側から見た側面図であり、図１０Ｂは、図１０Ａに示すゴルフクラブヘッドのクラウン側から見た上面図であり、図１０Ｃは、図１０Ａに示すゴルフクラブヘッドのフェース側から見た正面図である。

ゴルフクラブヘッド２１０は、ゴルフボールを打撃する金属材料からなる打撃面を有するフェース部２１２と、ゴルフクラブヘッド２１０の上面を形成するクラウン部２１４と、ゴルフクラブシャフトが挿入されるシャフト挿入孔２１５を有するネック部２１６と、クラウン部２１４の縁に沿って接続したサイド部であって、ネック部２１６側に位置するヒール部２１８と、フェース部２１２を挟んでネック部２１６の反対側に位置するトウ部２２０と、ヒール部２１８およびトウ部２２０の縁に沿って接続され、クラウン部２１４と対向するように配置されたゴルフクラブヘッド２１０の底面を成すソール部２２２とを有して構成される。

ヒール部２１８、トウ部２２０、ソール部２２２およびクラウン部２１４、は、フェース部２１２と隣接している。
ここで、ヒール部２１８とトウ部２２０は、少なくとも１つのサイド部材によってサイド部が形成されている。フェース部２１２、ヒール部２１８およびトウ部２２０は、チタン合金からなるが、チタン合金、マグネシウム合金、ステンレス合金およびアルミニウム合金の中から選択された合金から構成されてもよい。

クラウン部２１４およびソール部２２２の一部分は、チタン合金からなるが、チタン合金、マグネシウム合金、ステンレス合金およびアルミニウム合金の中から選択された合金材料や繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）から構成されてもよい。

本実施形態では、２つ以上の部分としてクラウン部、ソール部、およびサイド部（ヒール部２１８およびトウ部２２０）を選択する。図１０Ａから図１０Ｃに示すように、クラウン部はフェース側クラウン部とバック側クラウン部に分割され、フェース側クラウン部の一端はフェース部２１２に隣接し、フェース部２１２と隣接する一端から３０ｍｍの範囲内に他端２３０がある。ソール部もクラウン部と同様にフェース側とバック側に分割され、一端はフェース面に隣接し、フェース面と隣接する一端から３０ｍｍの範囲内に他端２３３がある。ヒール部２１８およびトウ部２２０からなるサイド部も同様にフェース側とバック側に分割され、一端はフェース部２１２に隣接し、フェース部２１２と隣接する一端から３０ｍｍの範囲内に他端２３６、２３７がある。

図１１Ａは、図１０Ｂに示すＥ−Ｅ線に沿って切断されたゴルフクラブヘッドのＥ−Ｅ矢視断面の一例を示す図である。
フェース側クラウン部とバック側クラウン部とは互いに重なって接合され、フェース側ソール部とバック側ソール部とは互いに重なって接合される。さらに、フェース側ヒール部とバック側ヒール部とは互いに重なって接合され、同様に、フェース側トウ部とバック側トウ部とは互いに重なって接合される。
図１１Ａに示す接合部分の長さＧ２は、８ｍｍ〜３０ｍｍのものが好ましく、１２ｍｍ〜２０ｍｍのものがより好ましい。

本実施形態では、フェース側クラウン部は、フェース部と同じチタン合金で構成されるが、チタン合金、マグネシウム合金、ステンレス合金およびアルミニウム合金の中から選択された合金材料で構成されてもよい。また、バック側クラウン部は炭素繊維強化プラスチックで構成されるが、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維等の強化繊維を、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂等のマトリクス樹脂に含浸させて形成された繊維強化プラスチック材料により構成されてもよい。なお、ソール部およびサイド部（トウ部、ヒール部）についても同様である。

フェース側クラウン部とバック側クラウン部、フェース側ソール部とバック側ソール部、フェース側サイド部（トウ部、ヒール部）とソール側サイド部（トウ部、ヒール部）とは、互いに接着剤や樹脂フィルムにより接合される。この接着剤の種類としては、エポキシ、ウレタン、アクリル、シアノアクリレート樹脂を例示できる。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、０．０２〜０．２ｍｍとすることが好ましい。

図１１Ｂは、図１０Ｂに示すＥ−Ｅ線に沿って切断されたゴルフクラブヘッド２１０のＥ−Ｅ矢視断面の他の例を示す図であり、接合部の変形例を示す。図１１Ｂでは、バック側クラウン部はフェース側クラウン部と接着する接合部の一部分が湾曲して、フェース部と接着されている。このようにバック側クラウン部の接合部はフェース側クラウン部のみならず、フェース部と接してもよい。だたし、この場合に、フェース側接合部長さＧ３は８ｍｍ〜３０ｍｍのものが好ましく、１２ｍｍ〜２０ｍｍのものがより好ましい。同様に、バック側ソール部の接合部もフェース側ソール部のみならず、フェース部と接してもよい。このとき、ソール側接合長さＧ４もフェース部に接していてもよい。さらに、同時にサイド部（トウ部、ヒール部）もフェース部に接していてもよい。

以上、本発明の中空ゴルフクラブヘッドについて詳細に説明したが、本発明は上記実施例に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良および変更を行ってもよいのはもちろんである。

本発明の中空ゴルフクラブヘッドの一実施形態である中空ゴルフクラブヘッドの概略を示す正面図である。図１Ａに示すゴルフクラブヘッドのフェース部側から見た側面図である。図１Ａに示すゴルフクラブヘッドのソール部側から見た底面図である。図１Ａに示すＡ−Ａ線に沿って切断されたゴルフクラブヘッドのＡ−Ａ矢視断面図である。切欠き部が設けられるトウ部およびヒール部の範囲を説明する図である。切欠き部が設けられるトウ部およびヒール部の範囲を説明する図である。本発明の中空ゴルフクラブヘッドの一実施形態である中空ゴルフクラブヘッドのヒール側から見た側面図である。図４Ａに示すゴルフクラブヘッドのクラウン側から見た上面図である。図４Ａに示すゴルフクラブヘッドのフェース側から見た正面図である。図４Ｂに示すＢ−Ｂ線に沿って切断されたゴルフクラブヘッドのＢ−Ｂ矢視断面の一例を示す図である。図４Ｂに示すＢ−Ｂ線に沿って切断されたゴルフクラブヘッドのＢ−Ｂ矢視断面の他の例を示す図である。本発明の中空ゴルフクラブヘッドの一実施形態である中空ゴルフクラブヘッドのヒール側から見た側面図である。図６Ａに示すゴルフクラブヘッドのクラウン側から見た上面図である。図６Ａに示すゴルフクラブヘッドのフェース側から見た正面図である。図６Ｂに示すＣ−Ｃ線に沿って切断されたゴルフクラブヘッドのＣ−Ｃ矢視断面の一例を示す図である。図６Ｂに示すＣ−Ｃ線に沿って切断されたゴルフクラブヘッドのＣ−Ｃ矢視断面の他の例を示す図である。積層された複合材料の配向角を説明する説明図である。図４に示すゴルフクラブヘッドの肉厚を説明する説明図である。本発明の中空ゴルフクラブヘッドの一実施形態である中空ゴルフクラブヘッドのヒール側から見た側面図である。図１０Ａに示すゴルフクラブヘッドのクラウン側から見た上面図である。図１０Ａに示すゴルフクラブヘッドのフェース側から見た正面図である。図１０Ｂに示すＥ−Ｅ線に沿って切断されたゴルフクラブヘッドのＥ−Ｅ矢視断面の一例を示す図である。図１０Ｂに示すＥ−Ｅ線に沿って切断されたゴルフクラブヘッドのＥ−Ｅ矢視断面の他の例を示す図である。

Claims

ゴルフボールを打撃する打撃面が金属材料からなるフェース部と、このフェース部に隣接したクラウン部、ヒール部、ソール部およびトウ部とを有する中空ゴルフクラブヘッドであって、
前記クラウン部、前記ヒール部、前記ソール部および前記トウ部のうち少なくとも２つの部分は、前記フェース部まで延在する第１部材と、その他の第２部材とに分割され、
前記第２部材は金属材料からなり、
前記第１部材が前記フェース部に隣接する端から３０ｍｍの範囲内の領域に、前記第１部材と前記第２部材とを接合する繊維強化プラスチックからなる接合部材を有し、
前記第１部材の端面と前記第２部材の端面とが離間した状態で、前記第１部材と前記第２部材とが前記接合部材を介して接合されるよう、前記接合部材が、前記第１部材および前記第２部材のそれぞれと重ねられて接合されており、
前記接合部材の、前記第１部材と重ねられた部分の長さをＧとし、前記接合部材の、前記第２部材と重ねられた部分の長さをＨとするとき、前記長さＧは８ｍｍ〜３０ｍｍであり、また、前記長さＨは５ｍｍ〜２０ｍｍであり、
かつ、前記接合部材と接合する前記第１部材の肉厚をｔ _１とし、前記第２部材と接合する前記接合部材の肉厚をｔ _２とするとき、前記肉厚ｔ _１が０．５ｍｍ〜２．０ｍｍであり、かつ、前記肉厚ｔ _２が０．５ｍｍ〜１．５ｍｍであることを特徴とする中空クラブヘッド。
前記第１部材および前記第２部材が、前記接合部材と接着により接合されている請求項１に記載の中空ゴルフクラブヘッド。
繊維強化プラスチックからなる接合部材において、繊維の弾性率が２７×１０^３（ｋｇ重／ｍｍ^２）未満である請求項１または２に記載の中空ゴルフクラブヘッド。