(57)【要約】【課題】飛距離を伸ばすことができるゴルフクラブヘッド及びゴルフクラブを提供する。【解決手段】ゴルフクラブヘッド２は、クラウン部５と、ソール部６と、前記クラウン部５と前記ソール部６とに接続されたフェース部８と、を備え、前記クラウン部５、前記ソール部６、及び前記フェース部８の少なくとも１つは、炭素繊維強化成形体を含む高反発領域を有し、前記炭素繊維強化成形体は、配列した複合素材と樹脂硬化物とを有し、前記複合素材は、複数の連続した炭素繊維が配列した炭素繊維束と、前記炭素繊維のそれぞれの表面に付着したカーボンナノチューブとで形成される。【選択図】図２
2020141918.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クラウン部と、
ソール部と、
前記クラウン部と前記ソール部とに接続されたフェース部と、
を備え、
前記クラウン部、前記ソール部、及び前記フェース部の少なくとも１つは、炭素繊維強化成形体を含む高反発領域を有し、
前記炭素繊維強化成形体は、配列した複合素材と樹脂硬化物とを有し、
前記複合素材は、複数の連続した炭素繊維が配列した炭素繊維束と、前記炭素繊維のそれぞれの表面に付着したカーボンナノチューブとで形成された、
ゴルフクラブヘッド。
【請求項２】
前記クラウン部と、前記ソール部と、前記フェース部とで囲まれた内部空間を有し、
前記ソール部は、前記内部空間に向かって凹となる溝部を有し、
前記溝部は、前記高反発領域を有する、
請求項１に記載のゴルフクラブヘッド。
【請求項３】
前記クラウン部は、外層と、内層と、前記外層と前記内層の間に配置される中間層とを有し、
前記高反発領域は、
前記外層と前記内層が、炭素繊維束と樹脂硬化物とを有する炭素繊維成形体で形成されており、
前記中間層が、前記炭素繊維強化成形体で形成されている、
請求項１又は２に記載のゴルフクラブヘッド。
【請求項４】
前記カーボンナノチューブは、長さが０．１μｍ〜５０μｍであり、かつ直径が１ｎｍ〜３０ｎｍである、請求項１〜３のいずれか１項に記載のゴルフクラブヘッド。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のゴルフクラブヘッドと、
前記ゴルフクラブヘッドから延びているシャフトと、
を備えるゴルフクラブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴルフクラブヘッド及びゴルフクラブに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ゴルフクラブヘッドと、ゴルフクラブヘッドに接続されたシャフトとを備えたゴルフクラブは、すでによく知られている。例えば、特許文献１には、重心深度を調整可能としたドライバーが開示されている。特許文献１のドライバーによれば、ドライバーの振り易さに密接に関連するドライバーの重心距離をなるべく変えずに、重心深度を調整できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１２０１２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ゴルフクラブの中でも特にドライバーは、飛距離を伸ばすさらなる技術の向上が望まれている。
【０００５】
本発明は、飛距離を伸ばすことができるゴルフクラブヘッド及びゴルフクラブを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るゴルフクラブヘッドは、クラウン部と、ソール部と、前記クラウン部と前記ソール部とに接続されたフェース部と、を備え、前記クラウン部、前記ソール部、及び前記フェース部の少なくとも１つは、炭素繊維強化成形体を含む高反発領域を有し、前記炭素繊維強化成形体は、配列した複合素材と樹脂硬化物とを有し、前記複合素材は、複数の連続した炭素繊維が配列した炭素繊維束と、前記炭素繊維のそれぞれの表面に付着したカーボンナノチューブとで形成される。
【０００７】
本発明に係るゴルフクラブは、上記ゴルフクラブヘッドと、前記ゴルフクラブヘッドから延びているシャフトと、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、フェース部は、自身の弾性力と、高反発領域による弾性力とからなる反発力によって、元の形状へ弾性変形する。上記反発力が、フェース部からゴルフボールに対し加えられる。したがって本実施形態に係るゴルフクラブは、ゴルフボールへより大きい反発力を加えることができるので、飛距離を伸ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態に係るゴルフクラブを示す斜視図である。
【図２】本実施形態に係るゴルフクラブヘッドの概略断面図である。
【図３】本実施形態に係るクラウン部の概略断面図である。
【図４】炭素繊維強化成形体に含まれる複合素材の構成を説明する概略図である。
【図５】炭素繊維にカーボンナノチューブを付着する付着装置の構成を示す説明図である。
【図６】本実施形態に係るゴルフクラブヘッドの使用状態における断面図である。
【図７】試験装置を示す概略図である。
【図８】試験結果を示すグラフ（１）である。
【図９】試験結果を示すグラフ（２）である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
１．実施形態
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。本明細書において、ゴルフクラブヘッドを中心として、フェース部側を「前側」、フェース部と逆側を「後側」、クラウン部側を「上側」、ソール部側を「下側」とする。
【００１１】
図１は、本実施形態に係るゴルフクラブを示す斜視図である。図１において、ｘ軸手前側（矢印の方向側）は「フェース側」、ｘ軸奥側（矢印の方向と反対側）は「フェースバック側」、ｚ軸上側（矢印の方向側）は「クラウン側」、ｚ軸下側（矢印の方向と反対側）は「ソール側」、ｙ軸手前側（矢印の方向側）は「トウ側」、ｙ軸奥側（矢印の方向と反対側）は「ヒール側」と称する。なお、ｘ軸手前側（矢印の方向側）は「前側」、ｘ軸奥側（矢印の方向と反対側）は「後側」、ｚ軸上側（矢印の方向側）は「上側」、ｚ軸下側（矢印の方向と反対側）は「下側」ともいう。
【００１２】
１−１  全体構成
図１に示すゴルフクラブ１は、１番ウッドに相当し、ゴルフクラブヘッド（以下、「ヘッド」という）２、ホーゼル３、及びシャフト４を備える。シャフト４の先端は、筒状のホーゼル３を介してヘッド２に連結されている。シャフト４の基端は、図示しないがグリップが取り付けられている。なお、ホーゼル３は省略することができる。ホーゼル３が省略される場合、シャフト４は、先端を直接ヘッド２に挿入し、取り付けられる。シャフト４は、鋼（ステンレス鋼を含む）、アルミニウムや合金などの金属材料、高分子材料、種々の材料を組み合わせた複合材料などで形成することができる。
【００１３】
ヘッド２は、図１及び図２に示すように、上面を形成するクラウン部５と、下面を形成するソール部６と、前面を形成するフェース部８と、側面を形成するサイド部１０と、を備える。フェース部８は、前側において、クラウン部５とソール部６とに接続される。サイド部１０は、フェース部８を除くヘッド２の外周においてクラウン部５とソール部６とに接続される。
【００１４】
ヘッド２は、クラウン部５、ソール部６、フェース部８、及びサイド部１０が一体となった外形を有する。ヘッド２は、クラウン部５、ソール部６、フェース部８、及びサイド部１０によって囲まれた内部空間１２を有する。
【００１５】
クラウン部５は、ヘッド２の上面を覆うように設けられ、図３に示すように、外層１４と、内層１５とを有する。本図のクラウン部５は、外層１４と、内層１５と、外層１４及び内層１５の間に配置される２層からなる中間層１６を有し、全体として４層構造である場合を示している。外層１４はヘッド２の外側表面に、内層１５は内部空間１２に接するヘッド２の内側表面に配置される。
【００１６】
クラウン部５は、外層１４、内層１５、及び中間層１６が、炭素繊維成形体２１で形成された領域を有する。炭素繊維成形体２１は、炭素繊維束と、樹脂硬化物とを含む。外層１４、内層１５、及び中間層１６の各層は、炭素繊維束にマトリックス樹脂を含浸させたシート状のプリプレグを１層又は複数積層して、形成される。炭素繊維成形体２１は、後述するカーボンナノチューブを含まない。炭素繊維成形体２１は、従来のＣＦＲＰ（Carbon Fiber Reinforced Plastics）を用いることができる。
【００１７】
本実施形態に係るクラウン部５は、炭素繊維強化成形体２０を含む高反発領域１８を有する。高反発領域１８は、クラウン部５の面方向における一部の領域に設けられている。高反発領域１８が設けられる面方向の位置は、任意に選択することができる。高反発領域１８は、中間層１６が炭素繊維強化成形体２０で形成されている。すなわち、高反発領域１８は、炭素繊維成形体２１で形成された外層１４及び内層１５と、炭素繊維強化成形体２０で形成された中間層１６とで形成されている。クラウン部５の中間層１６は、高反発領域１８において、炭素繊維成形体２１が炭素繊維強化成形体２０に置き換えられている。クラウン部５の中間層１６は、高反発領域１８の外縁において、炭素繊維強化成形体２０と、炭素繊維成形体２１とが面方向に一体的に接続されている。すなわち炭素繊維強化成形体２０と炭素繊維成形体２１は、中間層１６の上側表面と下側表面をつなぐ厚さ方向に平行な端面において、一体的に接続されている。
【００１８】
炭素繊維強化成形体２０は、配列した複合素材と樹脂硬化物とを有する。複合素材は、複数の連続した炭素繊維が配列した炭素繊維束と、前記炭素繊維のそれぞれの表面に付着したカーボンナノチューブ（以下、「ＣＮＴ」という）とで形成される。
【００１９】
（複合素材）
複合素材について、図４を参照して説明する。本実施形態の複合素材２２は、複数の連続した炭素繊維２４が一方向に配列した炭素繊維束２３を備えている。炭素繊維２４は、直径が約５〜２０μｍであり、化石燃料由来の有機繊維や、木材や植物繊維由来の有機繊維の焼成によって得られる。
【００２０】
図面には、説明のために１０本のみの炭素繊維２４を示しているが、本実施形態における炭素繊維束２３は、１千〜１０万本の炭素繊維２４を含むことができる。炭素繊維束２３を構成している炭素繊維２４は、実質的に互いに絡まり合うことなく直線性を保っている。こうした炭素繊維２４を含む本実施形態の複合素材２２は、厚み方向に炭素繊維２４が３〜３０本並んだ帯状である。
【００２１】
炭素繊維２４は、実質的に互いに絡まり合うことなく直線性を保っている。炭素繊維束２３中における炭素繊維２４の絡まり合いは、炭素繊維２４同士の直線性によって評価できる。
【００２２】
各炭素繊維２４の表面には、ＣＮＴ２５が付着している。ＣＮＴ２５は、炭素繊維２４の表面のほぼ全体で均等に分散して絡み合うことで、互いに直接接触ないしは直接接続されてネットワーク構造を有する構造体を形成する。ＣＮＴ２５同士の間には、界面活性剤などの分散剤や接着剤等の介在物が存在しないことが好ましい。また、ＣＮＴ２５は、炭素繊維２４の表面に直接付着している。ここでいう接続とは、物理的な接続（単なる接触）を含む。また、ここでいう付着とは、ファンデルワールス力による結合をいう。さらに「直接接触ないし直接接続」とは、複数のＣＮＴが単に接触している状態を含む他に、複数のＣＮＴが一体的になって接続している状態を含む。
【００２３】
炭素繊維２４に付着したＣＮＴ２５は、直線的な形状である。このＣＮＴ２５は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ：Scanning Electron Microscope）による観察でＣＮＴ２５が直線的、直線性が高い等と評価できる形状である。このような直線的な形状のＣＮＴ２５は、屈曲したＣＮＴと比較して、長さを維持したまま、後述する分散液において単離分散して炭素繊維２４に付着させることができるため、ＣＮＴ２５の特徴をより大きく発現させることができる。
【００２４】
ＣＮＴ２５の長さは、０．１〜５０μｍであるのが好ましい。ＣＮＴ２５は長さが０．１μｍ以上であると、ＣＮＴ２５同士が絡まり合って直接接続される。またＣＮＴ２５は長さが５０μｍ以下であると、均等に分散しやすくなる。一方、ＣＮＴ２５は長さが０．１μｍ未満であるとＣＮＴ２５同士が絡まりにくくなる。またＣＮＴ２５は長さが５０μｍ超であると凝集しやすくなる。
【００２５】
ＣＮＴ２５は、平均直径が１ｎｍ〜３０ｎｍであるのが好ましい。ＣＮＴ２５は直径が３０ｎｍ以下であると、柔軟性に富み、各炭素繊維２４の表面でネットワーク構造を形成することができる。一方、ＣＮＴ２５は直径が３０ｎｍ超であると、柔軟性がなくなり、各炭素繊維２４表面でネットワーク構造を形成しにくくなる。なお、ＣＮＴ２５の直径は透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ：Transmission Electron Microscope）写真を用いて測定した平均直径とする。ＣＮＴ２５は、平均直径が約２０ｎｍ以下であるのがより好ましい。
【００２６】
複数のＣＮＴ２５は、炭素繊維束２３中の炭素繊維２４のそれぞれの表面に、均一に付着していることが好ましい。また、個々のＣＮＴ２５は、炭素繊維２４同士をつなぐことなく、単一の炭素繊維２４の表面に存在していることが好ましい。炭素繊維２４表面におけるＣＮＴ２５の付着状態は、ＳＥＭによって観察し、得られた画像を目視によって評価することができる。
【００２７】
炭素繊維２４に対するＣＮＴ２５の付着本数は、上記構造体の厚さ（炭素繊維の径方向の構造体の長さ）で評価することができる。炭素繊維２４の繊維軸方向に沿った所定長さの測定範囲をほぼ均等に網羅するように、測定範囲内の１０カ所の各測定位置での構造体の厚さの平均を構造体の厚さとする。測定範囲の長さは、例えば、上述のＣＮＴ２５の長さの範囲の上限の５倍の長さとする。測定位置での構造体の厚さは、炭素繊維２４の当該測定位置での周方向におけるＣＮＴ２５が付着した各々の箇所でＣＮＴ２５が炭素繊維２４の表面から突出する高さの平均として求める。炭素繊維２４の表面から突出するＣＮＴ２５の高さは、ＳＥＭ等で測定することができる。炭素繊維２４の表面から突出するＣＮＴ２５の高さを測定する場合で、複数のＣＮＴ２５が重なっているときには、その重なっているＣＮＴ２５の部分のうち、炭素繊維２４の表面から最も離れた部分までの長さを測定する。また、炭素繊維２４の表面にＣＮＴ２５が付着していない部分（高さ「０」）は、算出に用いない。
【００２８】
上記のようにして得られる構造体の厚さ（平均）は、１０ｎｍ〜３００ｎｍ、好ましくは１０ｎｍ〜１００ｎｍ、より好ましくは１０ｎｍ〜５０ｎｍである。構造体の厚さが３００ｎｍ以下であれば、構造体が形成された炭素繊維２４同士の摩擦が小さく成形等の取り扱いが容易である。
【００２９】
さらに、複数のＣＮＴ２５が付着している炭素繊維２４の表面の少なくとも一部は、サイジング剤と称される樹脂で覆われている。サイジング剤としては、一般的にはウレタンエマルジョンやエポキシエマルジョンが用いられる。
【００３０】
図２に戻って、ソール部６及びフェース部８は、チタン合金などの軽量金属を用いて、鋳造または鍛造によって形成された板状の部材である。フェース部８は、スイングした際にゴルフボールが衝突する。ソール部６とフェース部８が接続されることによって、丸みを帯びた境界部９が形成される。ソール部６は、内部空間１２に向かって凹となる溝部１１を有する。溝部１１は、ｘ軸方向に弾性変形するように肉厚が断面Ｕ字状に形成されている。溝部１１は、境界部９に隣接しており、トウ側からヒール側へｙ軸に沿うように形成されている。
【００３１】
１−２  製造方法
次に、本実施形態に係る高反発領域１８を備えたクラウン部５の製造方法について説明する。高反発領域１８は、複合素材を作製する工程、炭素繊維強化成形体となる高強度プリプレグを作製する工程、高強度プリプレグを炭素繊維成形体となるプリプレグに重ねる工程、マトリックス樹脂を硬化する工程を経ることによって作製することができる。
【００３２】
複合素材２２は、ＣＮＴ２５が単離分散したＣＮＴ分散液（以下、単に分散液とも称する）中に、複数の炭素繊維２４を含む炭素繊維束２３を浸漬して走行させて、炭素繊維２４のそれぞれの表面にＣＮＴ２５を付着させることによって製造することができる。以下、各工程について順に説明する。
【００３３】
（分散液の調製）
分散液の調製には、以下のようにして製造されたＣＮＴ２５を用いることができる。ＣＮＴ２５は、例えば特開２００７−１２６３１１号公報に記載されているような熱ＣＶＤ法を用いてシリコン基板上にアルミニウム、鉄からなる触媒膜を成膜し、ＣＮＴの成長のための触媒金属を微粒子化し、加熱雰囲気中で炭化水素ガスを触媒金属に接触させることによって、作製することができる。
【００３４】
不純物を極力含まないＣＮＴであれば、アーク放電法、レーザ蒸発法などその他の方法によって作製されたＣＮＴを使用してもよい。製造後のＣＮＴ２５を不活性ガス中で高温アニールすることで、不純物を除去することができる。こうして製造されるＣＮＴ２５は、直径が３０ｎｍ以下で長さが数１００μｍから数ｍｍという高いアスペクト比と直線性とを備えている。ＣＮＴ２５は、単層および多層のいずれでもよいが、好ましくは多層である。
【００３５】
上記のように作製されたＣＮＴ２５を用いて、ＣＮＴ２５が単離分散した分散液を調製する。単離分散とは、ＣＮＴ２５が１本ずつ物理的に分離して絡み合わずに分散媒中に分散している状態をいい、２以上のＣＮＴ２５が束状に集合した集合物の割合が１０％以下である状態をさす。
【００３６】
分散液は、ホモジナイザーやせん断力、超音波分散機などによってＣＮＴ２５の分散の均一化を図る。分散媒としては、水、エタノール、メタノール、イソプロピルアルコールなどのアルコール類；トルエン、アセトン、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、ヘキサン、ノルマルヘキサン、エチルエーテル、キシレン、酢酸メチル、酢酸エチルなどの有機溶媒を用いることができる。
【００３７】
分散液の調製には、分散剤、界面活性剤等の添加剤は必ずしも必要とされないが、炭素繊維２４およびＣＮＴ２５の機能を阻害しない範囲であれば、こうした添加剤を用いてもよい。
【００３８】
（ＣＮＴの付着）
上記のようにして調製した分散液中に、炭素繊維束２３を浸漬して所定の条件で走行させつつ、分散液に機械的エネルギーを付与することで炭素繊維２４表面にＣＮＴ２５を付着させる。
【００３９】
図５を参照して、炭素繊維２４にＣＮＴ２５を付着させる工程を説明する。分散液４６が収容されたＣＮＴ付着槽４０内には、炭素繊維束２３を矢印Ａ方向に走行させるためのガイドローラー４２が複数配置されている。ガイドローラー４２は、平ローラーである。
【００４０】
炭素繊維束２３は、ガイドローラー４２に確実に支持されて、収縮せずに分散液４６中を走行することができる。炭素繊維束２３に含まれている炭素繊維２４は、ガイドローラー４２に支持された状態で引張りを受けることで、絡まり合いが低減されて直線性が向上する。
【００４１】
複数のガイドローラー４２によって、炭素繊維束２３はＣＮＴ付着槽４０内の一定の深さを、過度な負荷を受けずに所定の走行速度で走行する。走行中、炭素繊維束２３は屈曲されることがないので、炭素繊維束２３に含まれている炭素繊維２４が絡まり合うおそれは低減される。炭素繊維束２３の走行速度は、１〜２０ｍ／ｍｉｎ程度とすることが好ましい。走行速度が遅いほど、炭素繊維束２３における炭素繊維２４の直線性を高めることができる。
【００４２】
分散液４６に対しては、上述したような機械的エネルギーを付与する。これによって、分散液４６中では、ＣＮＴ２５が分散する状態と凝集する状態とが常時発生する可逆的反応状態が作り出される。
【００４３】
可逆的反応状態にある分散液４６中に、複数の連続した炭素繊維２４を含む炭素繊維束２３が浸漬されると、炭素繊維２４表面においてもＣＮＴ２５の分散状態と凝集状態との可逆的反応状態が起こる。ＣＮＴ２５は、分散状態から凝集状態に移る際、炭素繊維２４表面に付着する。
【００４４】
凝集する際は、ＣＮＴ２５にファンデルワールス力が作用しており、このファンデルワールス力によって炭素繊維２４表面にＣＮＴ２５が付着する。こうして、炭素繊維束２３中の炭素繊維２４それぞれの表面にＣＮＴ２５が付着した炭素繊維束２３が得られる。
【００４５】
その後、サイジング処理および乾燥を行って、本実施形態の複合素材２２が製造される。サイジング処理は、一般的なサイジング剤を用いて一般的な方法によって行うことができる。乾燥は、サイジング処理後の炭素繊維束２３を、例えばホットプレート上に載置して達成することができる。
【００４６】
続いて、高強度プリプレグは、複合素材２２にマトリックス樹脂を含浸させて、当該マトリックス樹脂を半硬化させて作製することができる。マトリックス樹脂は、特に限定されないが、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂、フェノキシ樹脂やナイロン等の熱可塑性樹脂等が挙げられる。複合素材２２は、炭素繊維束２３における炭素繊維２４同士の絡まり合いが実質的に存在しないので、高強度プリプレグにおいても、炭素繊維２４同士が絡まり合うことはない。しかも、炭素繊維束２３中における炭素繊維２４それぞれの表面には、ＣＮＴ２５が良好に付着している。
【００４７】
こうした複合素材２２にマトリックス樹脂を含浸した高強度プリプレグは、炭素繊維２４同士の絡み合いに起因する強度、特に長手方向の引張強度が低下するおそれは極めて小さいため、炭素繊維束２３の特性が十分に発揮される。これに加えて、各炭素繊維２４の表面にはＣＮＴ２５が良好に付着しているので、得られる高強度プリプレグは、ＣＮＴ由来の特性も十分に発揮することができる。
【００４８】
上記のようにして作製された高強度プリプレグは、所定の長さに裁断される。高強度プリプレグは１層又は複数積層した状態で、上記プリプレグと適宜積層され、所定の金型内に配置される。積層される高強度プリプレグ、及びプリプレグの炭素繊維の長手方向は、任意に設定することができる。例えば、外層１４と、内層１５と、２層からなる中間層１６にそれぞれ含まれる炭素繊維は、炭素繊維の長手方向が、重なり合う他の層の炭素繊維と交差するように、配置してもよい。
【００４９】
この状態で、圧力を付与しながら、マトリックス樹脂を加熱硬化させて樹脂硬化物とする。熱と圧力を付与する方法としては、例えばプレス成形、オートクレーブ成形、真空圧成形、シートワインディング法および内圧成形法が挙げられる。マトリックス樹脂としてエポキシ樹脂を用いる場合には、８０〜１８０℃で０．５〜５時間の加熱によって樹脂硬化物が得られる。以上のようにして、クラウン部５が形成される。なおクラウン部５を、ソール部６、フェース部８、及びサイド部１０と一体成形することによって、ヘッド２を形成してもよい。
【００５０】
１−３  作用及び効果
上述の通り、本実施形態に係るゴルフクラブ１は、クラウン部５に高反発領域１８を備えることによって、ゴルフボールと衝突したときの反発力が増加し、ゴルフボールへより大きい力を加えることができる。以下、図６を参照して説明する。
【００５１】
図６に示すように、プレイヤーがゴルフクラブ１を振りヘッド２がゴルフボール１３に衝突することによって、ヘッド２はゴルフボール１３に対し撃力を与える。当該撃力によってゴルフボール１３は潰れるように弾性変形する。
【００５２】
一方、ヘッド２は、上記撃力と同じ大きさの反力をゴルフボール１３から受ける。当該反力によって、ヘッド２は弾性変形する。すなわちフェース部８は内部空間１２へ向かって凹となる形状に弾性変形する。クラウン部５は、フェース部８を通じて加わる後向きの力によって上方へ膨らむように厚さ方向へ弾性変形する。溝部１１は、フェース部８を通じて加わる後向きの力によってｘ軸方向に縮むように弾性変形する。
【００５３】
さらにゴルフボール１３は、元の形状に戻ろうとする力によって、フェース部８に接触したままヘッド２と共に前側へ移動する。したがってゴルフボール１３からフェース部８へ付加される反力が減少する。ヘッド２は、ゴルフボール１３から受ける反力が減少すると、反発力によって、元の形状に戻ろうと弾性変形する。
【００５４】
クラウン部５の高反発領域１８は、炭素繊維２４間の樹脂硬化物にＣＮＴ２５が介在するので、樹脂硬化物の粘性特性由来のエネルギーロスが減少する。したがって高反発領域１８は、反力の変化に対し、応答性よく弾性変形する。クラウン部５は、元の形状へ戻る際、フェース部８を前側へ押し出す弾性力を生じる。
【００５５】
フェース部８は、自身の弾性力と、クラウン部５による前側へ押し出す弾性力とからなる反発力によって、元の形状へ弾性変形する。上記反発力が、フェース部８からゴルフボール１３に対し加えられる。ゴルフボール１３は、自身の元の形状に戻ろうとする力と、フェース部８から受ける反発力によって前側へ飛び出す。したがって本実施形態に係るゴルフクラブ１は、ゴルフボール１３へより大きい反発力を加えることができるので、飛距離を伸ばすことができる。
【００５６】
従来のゴルフクラブは、クラウン部がＣＮＴを含まない炭素繊維成形体で形成されている。上記炭素繊維間の樹脂硬化物は、ＣＮＴが介在していないため、炭素繊維間の樹脂硬化物の粘性特性由来のエネルギーロスが大きく、その分、フェース部が元の形状に戻る動作に対し遅れて弾性変形する。したがって従来のゴルフクラブは、本実施形態のゴルフクラブ１に比べ、ゴルフボール１３へ加えられる反発力が小さい。
【００５７】
２．変形例
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲内で適宜変更することが可能である。
【００５８】
上記実施形態の場合、高反発領域１８は、クラウン部５の面方向の一部の領域に設けられる場合について説明したが、本発明はこれに限らず、クラウン部５の全体に設けられていてもよい。
【００５９】
上記実施形態の場合、クラウン部５は外層１４、内層１５、及び２層からなる中間層１６を備える４層構造であり、高反発領域１８の中間層１６が炭素繊維強化成形体２０を有する場合について説明したが、本発明はこれに限らない。クラウン部５は、中間層１６が１層以下である全体として４層未満の場合、中間層１６が３層以上である全体として５層以上の場合を含む。
【００６０】
高反発領域１８は、中間層１６が炭素繊維強化成形体２０である場合に限らず、外層１４、内層１５、及び中間層１６の少なくとも１層が炭素繊維強化成形体２０を有する場合を含む。さらに高反発領域１８は、炭素繊維強化成形体２０のみで形成してもよい。
【００６１】
上記実施形態の場合、クラウン部５が高反発領域１８を有する場合について説明したが、本発明はこれに限らず、クラウン部５、ソール部６、及びフェース部８の少なくとも１つが高反発領域を有する場合を含む。
【００６２】
例えば、フェース部８の少なくとも一部の領域に高反発領域を設けてもよい。例えば、フェース部８は、内部空間１２側の表面の少なくとも一部に、炭素繊維強化成形体２０を一体的に設けてもよい。フェース部８は、軽量金属の板状の部材の弾性力と、炭素繊維強化成形体２０による前側へ押し出す弾性力とからなる反発力によって、元の形状へ弾性変形するので、ゴルフボール１３へより大きい反発力を加えることができる。
【００６３】
またソール部６の場合、溝部１１の少なくとも一部の領域に高反発領域を設けてもよい。例えば溝部１１は、内部空間１２側の表面の少なくとも一部に、炭素繊維強化成形体２０を一体的に設けてもよい。フェース部８は、軽量金属の板状の部材の弾性力と、炭素繊維強化成形体２０を備えた溝部１１による前側へ押し出す弾性力とからなる反発力によって、元の形状へ弾性変形するので、ゴルフボール１３へより大きい反発力を加えることができる。
【００６４】
また高反発領域は、クラウン部５、フェース部８、及び溝部１１のうちいずれか２つ以上に設けることとしてもよい。
【００６５】
３．実施例
以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明は以下の実施例のみに限定されるものではない。
【００６６】
（試料）
上記製造方法に示す手順で、炭素繊維強化成形体２０に用いる高強度プリプレグを作製した。ＣＮＴ２５としては、熱ＣＶＤによってシリコン基板上に直径１０〜１５ｎｍ、長さ１００μｍ以上に成長させたＭＷ−ＣＮＴ（Multi-walled Carbon Nanotubes、多層カーボンナノチューブ）を用いた。
【００６７】
ＣＮＴ２５は、硫酸と硝酸の３：１混酸を用いて洗浄して触媒残渣を除去した後、濾過乾燥した。分散媒としてのアセトンにＣＮＴ２５を加えて、分散液を調製した。ＣＮＴ２５は、超音波ホモジナイザーを用いて粉砕して１〜５μｍの長さに切断した。分散液中におけるＣＮＴ２５の濃度は、０．０５ｗｔ％（＝５００ｗｔ ｐｐｍ）とした。この分散液には、分散剤や接着剤が含有されていない。
【００６８】
図５に示したようなＣＮＴ付着槽４０を用意し、こうして調製された分散液４６を収容した。分散液４６には、機械的エネルギーとしての振動や超音波、搖動を付与した。
【００６９】
炭素繊維束２３としては、Ｔ７００ＳＣ−１２０００（東レ（株）製）を用いた。この炭素繊維束２３には、１２０００本の炭素繊維２４が含まれている。炭素繊維２４の直径は７μｍ程度であり、長さは１００ｍ程度である。炭素繊維束２３を分散液４６中に浸漬し、ガイドローラー４２を介して３．５ｍ／ｍｉｎの速度で走行させた。
【００７０】
その後、サイジング剤としてエポキシ樹脂を用いてサイジング処理を施し、約８０℃のホットプレート上で乾燥させ複合素材２２を作製した。複合素材２２は、厚み方向に炭素繊維が１２本並んだ帯状であった。
【００７１】
さらにマトリックス樹脂としてエポキシ樹脂を複合素材に含浸させ、高強度プリプレグを作製した。高強度プリプレグにおける樹脂の体積含有率は、３０％であった。複合素材の目付量は、１８０ｇ／ｍ２とした。
【００７２】
上記高強度プリプレグを切り出し、幅１５ｍｍ、長さ３００ｍｍ×厚さ０．８ｍｍのサイズの実施例に係る試料を作製した。
【００７３】
比較として、複合素材を、炭素繊維の表面にＣＮＴが付着していない炭素繊維束に変更した以外は、実施例と同様とした従来のＣＦＲＰによる試料を作製した。
【００７４】
（試験装置）
続いて、図７に示す試験装置５０を用いて、各試料６３の反発力特性を評価した。試験装置５０は、矩形板状の基台５２と、基台５２の長手方向の一端側表面に設けられた試料支持部５４と、基台５２の長手方向の他端側表面に設けられた回転体支持部５６とを備える。試料支持部５４は、試料６３の一端を固定するようになされている。回転体支持部５６は、一対の支柱５７と、支柱５７に回転自在に支持された回転体５８とを有する。回転体５８は、支柱５７に支持された回転軸５９と、回転軸５９に連結された一対の支持棒６０と、支持棒６０の先端間に掛け渡された作用軸６１とを有する。
【００７５】
（試験方法及び結果）
まず、試料支持部５４に実施例に係る試料６３の一端を固定する。試料支持部５４に固定された試料６３は、他端が自由端とされている。試料６３は、試料支持部５４から他端までの長さが２５０ｍｍとなるように、一端から５０ｍｍの範囲が試料支持部５４で固定される。回転体支持部５６は、作用軸６１が、試料支持部５４から２３５ｍｍの位置で試料６３に接触し、当該試料６３の他端を２９ｍｍ下方に変形できるように、基台５２に固定される。
【００７６】
次いで、１．０ｇ、３．０ｇ、４．５ｇ、９．０ｇ、１６．０ｇの５種類の重りを用意した。試料支持部５４から２３０ｍｍの位置の試料６３上に、重りを１個載せる。この状態で、回転体５８を図中矢印方向へ回転させる。回転体５８が回転することによって、作用軸６１は、試料６３の試料支持部５４から２３５ｍｍの位置に接触する。さらに回転体５８が回転することによって、試料６３は、作用軸６１によって押し下げられ、試料支持部５４を中心に、他端側が下方へ弾性変形する。試料６３は、２９ｍｍ下方に変形した時点で作用軸６１から離れ、元の形状に戻ろうと上方へ弾性変形する。試料６３が元の形状に戻ろうとする動作によって、試料６３に載せておいた重りが弾かれ上昇する。このとき上昇した重りの最高到達点（高さ）を測定した。各試料について、６回測定を行った。
【００７７】
その結果を表１、図８及び図９に示す。図８は、測定した６回の高さの平均値を示したグラフであり、縦軸が高さ（ｍｍ）、横軸が重りの重量（ｇ）、◇が実施例、□が比較例の結果を示す。図９は、比較例の測定した６回の高さの平均値に対する実施例の測定した６回の高さの平均値の比を高さ比として示したグラフであり、縦軸が高さ比（％）、横軸が重りの重量（ｇ）を示す。
【００７８】
【表１】
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【００７９】
上記結果から、実施例は、全ての重りにおいて、比較例よりも最高到達点が高いことが確認された。また、比較例に対する実施例の高さ比は、平均で１０７．５％〜１１６．１％であり、実施例の方が７．５％以上高く、さらに重りの重量が大きい方が高さ比も大きくなった。このことから炭素繊維強化成形体は、従来の炭素繊維成形体に比べ、高い反発力が得られ、より大きい荷重が加わった場合に、従来との差がより大きくなることが示された。
【００８０】
以上より、炭素繊維強化成形体は、ＣＮＴを含まない従来の炭素繊維成形体に比べ、高い反発力を発揮することができるので、ヘッドに高反発領域として適用した場合、飛距離を伸ばすことができる。
【符号の説明】
【００８１】
１…ゴルフクラブ、２…ヘッド、３…ホーゼル、４…シャフト、５…クラウン部、６…ソール部、８…フェース部、９…境界部、１０…サイド部、１１…溝部、１２…内部空間、１３…ゴルフボール、１４…外層、１５…内層、１６…中間層、１８…高反発領域、２０…炭素繊維強化成形体、２１…炭素繊維成形体、２２…複合素材、２３…炭素繊維束、２４…炭素繊維、４０…付着槽、４２…ガイドローラー、４６…分散液、５０…試験装置、５２…基台、５４…試料支持部、５６…回転体支持部、５７…支柱、５８…回転体、５９…回転軸、６０…支持棒、６１…作用軸、６３…各試料
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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