(57)【要約】      （修正有）【課題】多材料フェースを具備するゴルフクラブヘッドを提供する。【解決手段】ゴルフクラブヘッド２４００は、ポケットを形成する打撃フェース２４０２を有し、このポケットは小さな密度の第２の材料で満たされる。この多材料フェースの層間剪断強度は、全般的には約６０ＭＰａより大きく、最も好ましくは、約６０ＭＰａより大きく、約１４５ＭＰａより小さい。【選択図】図２４
2014223309.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴルフクラブヘッドであって、
第１の密度の第１の材料から製造され上記打ゴルフクラブヘッドの前方部分の近くに少なくとも１つの開口を形成する、空洞の単一性シェルと、
上記少なくとも１つの開口を被覆するように形成された少なくとも１つの複合層とを有し、
上記複合層の層間剪断強度が約６０ＭＰａより大きいことを特徴とするゴルフクラブヘッド。
【請求項２】
上記複合層の層間剪断強度が約７０ＭＰａより大きい請求項１記載のゴルフクラブヘッド。
【請求項３】
上記複合層の層間剪断強度が約７５ＭＰａより大きい請求項２記載のゴルフクラブヘッド。
【請求項４】
上記複合層の層間剪断強度が約６０ＭＰａから約１４５ＭＰａの間である請求項１記載のゴルフクラブヘッド。
【請求項５】
上記複合層の層間剪断強度が約７０ＭＰａから約１２５ＭＰａの間である請求項４記載のゴルフクラブヘッド。
【請求項６】
上記複合層の層間剪断強度が約７５ＭＰａから約１２０ＭＰａの間である請求項５記載のゴルフクラブヘッド。
【請求項７】
上記少なくとも１つの複合層の前方外部部分を包囲するように位置づけられた打撃フェース層をさらに有する請求項１記載のゴルフクラブヘッド。
【請求項８】
上記打撃フェース層は、長さが約１５ｍｍより長い返し部分を形成する請求項７記載のゴルフクラブヘッド。
【請求項９】
上記打撃フェース層は、長さが約１７ｍｍより長い返し部分を形成する請求項８記載のゴルフクラブヘッド。
【請求項１０】
上記打撃フェース層は、長さが約２０ｍｍより長い返し部分を形成する請求項９記載のゴルフクラブヘッド。
【請求項１１】
上記複合層は、上記打撃フェース層の内側背面に渡って可変厚さを具備する請求項１記載のゴルフクラブヘッド。
【請求項１２】
上記複合像は、破壊歪み率（ストレイン・ツー・フェイリュアー・パーセンテージ）が約１．５％より大きく約１０．０％より小さい材料から製造される請求項１記載のゴルフクラブヘッド。
【請求項１３】
上記複合像は、破壊歪み率が約２．０より大きく約８．０より小さい材料から製造される請求項１２記載のゴルフクラブヘッド。
【請求項１４】
上記複合像は、破壊歪み率が約２．５％である材料から製造される請求項１３記載のゴルフクラブヘッド。
【請求項１５】
ゴルフクラブヘッドであって、
第１の密度の第１の材料から製造され上記打ゴルフクラブヘッドの前方クラウン部分および前方ソール部分の近くに少なくとも１つの開口を形成する、空洞の単一性シェルと、
上記少なくとも１つの開口を被覆するように形成された少なくとも１つのパネルと、
第１の密度を有する第２の材料から製造され、上記ゴルフクラブヘッドの上記打撃フェースの内側背面に取り付けられる複合体フェース裏打ち層とを有し、
上記複合体フェース裏打ち層の層間剪断強度が約６０ＭＰａから約１４５ＭＰａの間であり、
上記複合体フェース裏打ち層は破壊歪み率が約１．５％より大きく約１０．０％より小さい材料から製造されるより大きいことを特徴とするゴルフクラブヘッド。
【請求項１６】
上記ゴルフクラブヘッドの体積は約４００ｃｃより大きく約５００ｃｃより小さい請求項１５記載のゴルフクラブヘッド。
【請求項１７】
上記第２の密度は約１．７０ｇ／ｃｍ３より小さい請求項１６記載のゴルフクラブヘッド。
【請求項１８】
上記複合体フェース裏打ち層は上記少なくとも１つのパネルの内側波面の９０％を被覆する請求項１５記載のゴルフクラブヘッド。
【請求項１９】
上記複合体フェース裏打ち層の層間剪断強度は約７０ＭＰａから約１２５ＭＰａの間である請求項１５記載のゴルフクラブヘッド。
【請求項２０】
上記複合体フェース裏打ち層の層間剪断強度は約７５ＭＰａから約１２０ＭＰａの間である請求項１９記載のゴルフクラブヘッド。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
この出願は２０１１年１２月１５日に提出された米国特許出願第１３／３２６，９６７号の部分継続出願（ＣＩＰ）であり、これは２０１０年７月８日に提出された米国特許出願第１２／８３２，４６１号のＣＩＰであり、双方の内容は参照してここに組み入れる。
【技術分野】
【０００２】
この発明は、全般的には、多材料フェースを具備するゴルフクラブヘッドに関する。より具体的には、この発明は、打撃フェースの前面部分にポケットを具備する打撃フェースを有するゴルフクラブヘッドに関する。打撃フェースの前面部分にあるポケットは、打撃フェースの残りを形成するのに使用する材料と密度が異なる材料で充填されて良い。この発明に従う多材料打撃フェースは第２の密度の軽量な第２の材料を使用して、打撃フェースにより形成されるポケットを満たしてよく、他方、打撃フェースの残りの部分は第１の密度のより重い第１の材料を採用する。この多材料打撃フェースにより形成されるゴルフクラブヘッドは、合衆国ゴルフ協会（ＵＳＧＡ）の特徴時間（Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ  Ｔｉｍｅ：ＣＴ）テストに従って測定されて約５より大きく約５０より小さい特徴時間（ＣＴ）スロープを伴ってよい。
【背景技術】
【０００３】
ゴルフクラブの性能を改善するために、ゴルフクラブ設計者は、ゴルフボールをより遠くによりまっすぐに飛ばす種々の方法を見いだすべく弛むことなく格闘し続けてきた。ボールを遠くへ飛ばすゴルフクラブを設計することは、一般的に、ゴルファーにより生成されたエネルギをゴルフクラブを介してゴルフボールに効率よく伝達するゴルフクラブの性能における改善を必要とするであろう。他方、ゴルフクラブの中心で打撃されたゴルフボールは全体として比較的まっすぐな飛行経路を維持するので、ゴルフボールをまっすぐに飛ばすことは、一般的には、ゴルフボールが中心から外れて打撃されたときでもゴルフボールを比較的まっすぐに維持するゴルフクラブの性能における改善を必要とする。
【０００４】
ゴルフボールをより遠くに打撃するために、ゴルファーが生成したエネルギを効率よくゴルフボールに伝達することは、多くは、ゴルフクラブとゴルフボールとの間の反発係数（Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  ｏｆ  Ｒｅｓｔｉｔｕｔｉｏｎ：ＣＯＲ）に関連する。ゴルフクラブとゴルフボールとの間のＣＯＲは、一般的にはそれらが互いに衝突する前および後の物体の速度の比で表される分数値であってよい。米国特許第７，２８２，９９４号（Ｄｅ  Ｓｈｉｅｌｌ、他、特許文献１）は、薄い打撃フェースを採用するゴルフクラブがゴルフボールとの衝突時にどのように変形し、より大きなＣＯＲをもたらし、この結果、より長い搬送距離をもたらすかを検討することにより、このＣＯＲの概念を説明する良好な一例を実現している。
【０００５】
クラブが打撃フェースの中心から離れた位置でゴルフボールを打撃したときでもゴルフボールを比較的まっすぐ打つことを可能にすることは、一般に、ゴルフクラブの回転ねじれ、すなわち、中心から外れた打撃のときに自然と起こる現象に対する抵抗可能性に関連する。米国特許第５，０５８，８９５号（Ｉｇａｒａｓｈｉ、特許文献２）は、大きな慣性モーメント（ＭＯＩ）を伴うゴルフクラブを生成することの利点を検討することにより、この考え方をより詳細に言及し、これは、ゴルフクラブヘッドの幾何中心から離れた点でゴルフクラブがゴルフボールを打撃したときにゴルフクラブが回転ねじれに抗する能力を増大する方法である。より具体的には、米国特許第５，０５８，８９５号（Ｉｇａｒａｓｈｉ）は、ゴルフクラブヘッドのＭＯＩを増大させ、この結果としてゴルフクラブがゴルフボールをよりまっすぐに打撃することを可能にする方法の１つとして、ゴルフクラブヘッドの後方トウ、後方センター、後方ヒール部分にウエイトを採用する。ゴルフクラブヘッドの後方周囲のまわりの付加的なウエイトはゴルフクラブのＭＯＩを増大させ得るけれども、ゴルフクラブヘッドの全体の重量を勘案することなく自由にこれらウエイトを付加することはできないことに留意されたい。ゴルフクラヘッドブの全体の重量を増大させることは好ましくないので、ゴルフクラブヘッドの後方部分に重量を加えることは、一般的に、ゴルフクラブヘッドの他の領域から書定量の重量を取り除くことを要する。
【０００６】
上述の２つの例に基づいて考えれば、ゴルフクラブヘッドの打撃フェースから重量を取り除くことにより、ゴルフクラブヘッドの打撃フェースがより薄くなってＣＯＲが増大するだけでなく、取り除いた重量をより最適な箇所に移してゴルフクラブヘッドのＭＯＩを増大させることが可能になることが理解できる。ゴルフクラブの打撃フェースから不必要な充用を除く初期の試みの１つは米国特許第５，１６３，６８２号（Ｓｃｈｍｉｄｔ、等）に見いだせ、ここでは、直接に衝撃を受けない打撃フェースの部分を薄くすることによってゴルフクラブヘッドの打撃フェースは可変厚さを伴う。
【０００７】
米国特許第５，４２５，５３８号（Ｖｉｎｃｅｎｔ、等、特許文献３）は、ファイバーを基軸とする複合材料を利用することによりゴルフクラブの打撃フェースから不必要な重量を取り除く代替的な手法を示す。ファイバーを基軸とする複合材料の密度は一般に伝統的な金属、例えばスチールまたはアルミニウムの密度より小さいので、単にこのファイバーを基軸とする複合材料による単独で置換によっても、ゴルフクラブのＭＯＩを改善するのに使用できる顕著な量の裁量可能な重量がもたらされる。ファイバーを基軸とする複合材料は、その比較的軽量であるという特性によって、ゴルフクラブヘッドの種々の部分から重量を除く上で好ましいという傾向がある。しかしながら、そのような軽量なファイバー基軸複合材料の耐久性は金属タイプの材料に比較すると劣るであろうから、ゴルフクラブヘッドの打撃フェースを軽量ファーバー基軸複合材料で完全に置き換えることはゴルフクラブヘッドの耐久性を犠牲にすることになろう。
【０００８】
米国特許第７，６２８，７１２号（Ｃｈａｏ、等、特許文献４）は、ゴルフクラブヘッドの打撃フェースを構築するために使用されるファイバー基軸複合材料を金属性キャップを用いて包み込むことにより、ファイバー基軸複合材料から製造される打撃フェースの耐久性を改善する１つの手法を開示している。金属性キャップはゴルフボールとの衝撃の繰り返しに起因する摩耗に対向する上で役にたち、金属性リングの側壁の周囲の縁は、さらに複合材料が剥がれたり、層剥離するのを阻止する。金属性キャップを採用すると、ゴルフクラブヘッドの打撃フェースの耐久性を改善するけれども、激しい衝撃はファイバー基軸複合材料をキャップから取り去るので、これは実行可能な解決策でないであろう。
【０００９】
ファイバー樹脂マトリックス自体の耐久性の懸念に加えて、複合材料を用いてゴルフクラブの打撃フェースを形成することは付加的な課題をもたらす。より具体的には、設計者がファイバー基軸複合材料を金属性材料に、とくに、ゴルフクラブがゴルフボールを打撃するときに生成される通常生成される大きなストレスにさらされる部分に、接着しようとするときに主たる設計上の難題の１つが生じる。最後に、ゴルフクラブヘッドの打撃フェース部分を形成するのに複合タイプの材料を使用することは、好ましくない。なぜならば、ゴルフクラブの音響または感覚をゴルファーが常日頃親しんでいたものから変えてしまい、ゴルファーがそのような製品から離れてしまうからである。
【００１０】
最終的には、代替的なフェース材料を試みることにより、ゴルフクラブヘッドの性能を改善するように努力したけれども、先行技術は、ゴルフクラブについてその重量を削減し、ＣＯＲを改善し、その音響および感覚を犠牲にすることなく充分な耐久性を実現する打撃フェースを製造する手法を欠いていた。したがって、上述から理解されるように、ゴルフクラブヘッドの重量を削減し、ＣＯＲを向上させ、ゴルフボールとの衝撃により生成される大きなストレスレベルに耐えることができ、それでいて、ゴルフクラブヘッドの音響および感覚を犠牲にしない、ファイバー基軸複合材料の打撃フェースを具備するゴルフクラブヘッドがこの技術分野において要請される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】米国特許第７，２８２，９９４号明細書
【特許文献２】米国特許第５，０５８，８９５号明細書
【特許文献３】米国特許第５，４２５，５３８号明細書
【特許文献４】米国特許第７，６２８，７１２号明細書
【発明の開示】
【００１２】
この発明の１側面は打撃フェースおよび本体部分を有するゴルフクラブヘッドである。打撃フェースはゴルフクラブヘッドの前方部分の近くに設けられ、他方、本体部分は、打撃フェースの後方部分に連結される。打撃フェースは、さらに、当該打撃フェースの境界の周囲において第１の密度の第１の材料から製造される周囲部分と、周囲部分に包囲される打撃フェースのセンターの近くの中央部分とを有し、中央部分は打撃フェースのセンターにポケットを形成する。本体部分は、さらにクラウン、ソール、およびスカートを有する。打撃フェースの中央部分に形成されたポケットは、第２の密度の第２の材料から製造されるフェースインサートで満たされ、この第２の密度は上記第１の密度より小さい。最後に、上に開示される打撃フェースの特徴時間スロープは約５より大きく約５０より小さい。
【００１３】
この発明の他の側面において、ポケットを形成する前方部分を具備し、第１の密度の第１の材料から製造される本体と、ポケット内に配される第２の密度の第２の材料から製造されるフェースインサートとを有するゴルフクラブヘッドが実現される。ここで、第２の密度は上記第１の密度より小さい。打撃フェースの特徴時間スロープは約５より大きく約５０より小さく、ゴルフクラブヘッドの第１ピーク周波数の体積に対する比が約７．０ヘルツ／ｃｃより大きく、約１５．０ヘルツ／ｃｃより小さく、この第１ピーク周波数の体積に対する比は、上記ゴルフクラブヘッドがゴルフボールを打撃するときの上記ゴルフクラブヘッドの音響の信号電力図の第１ピーク周波数を上記ゴルフクラブヘッドの体積で割ったものとして定義される。
【００１４】
この発明のさらなる側面において、ゴルフクラブヘッドが実現され、このゴルフクラブヘッドは、当該ゴルフクラブヘッドの前方部分の近くに位置して第１の密度の第１の材料から製造される打撃フェースであって、当該打撃フェースのセンターにポケットを形成する当該打撃フェースと、ポケット内に位置づけられ第２の密度の第２の材料から製造されるフェースインサートとを有する。ここで、第２の密度は上記第１の密度より小さい。打撃フェースはさらに上記ポケットの周囲のまわりにアンダーカットを有する。
【００１５】
この発明のこれらの、または他の特徴、側面、および利点は以下の図面、説明および特許請求の範囲を参照して理解されるであろう。
【００１６】
この発明の、先の、または他の特徴および利点は、添付図面において図説される、この発明の以下の説明から明らかであろう。添付図面はここに組み入れて明細書の一部を構成し、この発明の原理を説明するのに役立ち、同業者がこの発明を実施することを可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明の事例的な実施例に従うゴルフクラブヘッドの斜視図である。
【図２】この発明の事例的な実施例に従うゴルフクラブヘッドに中のポケットからフェースインサートを取り外したゴルフクラブヘッドの分解斜視図である。
【図３】この発明の事例的な実施例に従うゴルフクラブヘッドの正面図である。
【図４】この発明の事例的な実施例に従うゴルフクラブヘッドの図３に示される断面線Ａ−Ａ'に沿う断面図である。
【図５】この発明の事例的な１実施例に従うゴルフクラブヘッドの打撃フェース部分に焦点を当てた、ゴルフクラブヘッドの拡大断面図である。
【図６】この発明の事例的な他の実施例に従うゴルフクラブヘッドの打撃フェース部分に焦点を当てた、ゴルフクラブヘッドの拡大断面図である。
【図６Ａ】この発明の事例的な他の実施例に従うポケットの周囲に焦点を当てた、ゴルフクラブヘッドの他の拡大断面図である。
【図６Ｂ】この発明の事例的な他の実施例に従うポケットの周囲に焦点を当てた、ゴルフクラブヘッドの他の拡大断面図である。
【図６Ｃ】この発明の事例的な他の実施例に従うポケットの周囲に焦点を当てた、ゴルフクラブヘッドの他の拡大断面図である。
【図６Ｄ】この発明の事例的な他の実施例に従うポケットの周囲に焦点を当てた、ゴルフクラブヘッドの他の拡大断面図である。
【図７】従来のゴルフクラブヘッドの音響を定量化する、従来のゴルフクラブヘッドの信号電力図である。
【図８】異なる従来のゴルフクラブヘッドの音響を定量化する、当該異なる従来のゴルフクラブヘッドの信号電力図である。
【図９】この発明の事例的な実施例のゴルフクラブヘッドの音響を定量化する、当該事例的なゴルフクラブヘッドの信号電力図である。
【図１０】この発明の事例的なゴルフクラブヘッドから、ＵＳＧＡのＣＴテストに従って集められた種々のデータの特徴時間プロットを示す図である。
【図１１】この発明の事例的な他の代替的な実施例に従うゴルフクラブヘッドの打撃フェース部分に焦点を当てた、ゴルフクラブヘッドの拡大断面図である。
【図１２】この発明の事例的な他の代替的な実施例に従うゴルフクラブヘッドの打撃フェース部分に焦点を当てた、ゴルフクラブヘッドの拡大断面図である。
【図１３】この発明の事例的な他の代替的な実施例に従うゴルフクラブヘッドの打撃フェース部分に焦点を当てた、ゴルフクラブヘッドの拡大断面図である。
【図１４】この発明の事例的な他の代替的な実施例に従うゴルフクラブヘッドの打撃フェース部分に焦点を当てた、ゴルフクラブヘッドの拡大断面図である。
【図１５】この発明の事例的な他の代替的な実施例に従うゴルフクラブヘッドの打撃フェース部分に焦点を当てた、ゴルフクラブヘッドの拡大断面図である。
【図１６】この発明の事例的な他の代替的な実施例に従うゴルフクラブヘッドの打撃フェース部分に焦点を当てた、ゴルフクラブヘッドの拡大断面図である。
【図１７】この発明の事例的な他の代替的な実施例に従うゴルフクラブヘッドの打撃フェース部分に焦点を当てた、ゴルフクラブヘッドの拡大断面図である。
【図１８】この発明の事例的な他の代替的な実施例に従うゴルフクラブヘッドの打撃フェース部分に焦点を当てた、ゴルフクラブヘッドの拡大断面図である。
【図１９】この発明の事例的な他の代替的な実施例に従うゴルフクラブヘッドの打撃フェース部分に焦点を当てた、ゴルフクラブヘッドの拡大断面図である。
【図２０】この発明の事例的な実施例に従いフェースインサートを生成するために使用される複合材料中の繊維の応力・歪み図である。
【図２１】この発明の事例的な実施例に従いフェースインサートを構築するために使用される具体的なタイプの繊維配向の拡大斜視図である。
【図２２】この発明の事例的な実施例に従いフェースインサートを構築するために使用される他のタイプの繊維配向の拡大斜視図である。
【図２３】この発明の事例的な実施例に従いフェースインサートを構築するために使用される他のタイプの繊維配向の拡大斜視図である。
【図２４】この発明の他の代替的な実施例に従うゴルフクラブヘッドの分解断面図である。
【図２５】この発明の他の代替的な実施例に従うゴルフクラブヘッドの分解断面図である。
【図２６】この発明の他の代替的な実施例に従うゴルフクラブヘッドの分解断面図である。
【図２７】この発明の他の代替的な事例的な実施例に従うゴルフクラブヘッドの打撃フェース部分に焦点を当てた、ゴルフクラブヘッドの拡大断面図である。
【図２８】この発明の他の代替的な事例的な実施例に従うゴルフクラブヘッドの打撃フェース部分に焦点を当てた、ゴルフクラブヘッドの拡大断面図である。
【図２９】この発明の他の代替的な事例的な実施例に従うゴルフクラブヘッドの打撃フェース部分に焦点を当てた、ゴルフクラブヘッドの拡大断面図である。
【図３０】この発明の他の代替的な事例的な実施例に従うゴルフクラブヘッドの打撃フェース部分に焦点を当てた、ゴルフクラブヘッドの拡大断面図である。
【図３１】この発明の他の代替的な実施例に従うゴルフクラブヘッドの断面図である。
【図３２】この発明の他の代替的な実施例に従うゴルフクラブヘッドの断面図である。
【図３３】この発明の他の代替的な実施例に従うゴルフクラブヘッドの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下の詳細な説明は、この発明を実施する最良の現行企画モデルのものである。この説明は限定的な意味で受け取られるべきではなく、この発明の全体的な原理を説明する目的でのみなされている。この発明の範囲は添付の特許請求の範囲により最も良く規定されているからである。
【００１９】
種々の発明の特徴が以下に説明され、その各々は他の特徴と独立に採用されてもよいし、他の特徴と組みあわされて使用されても良い。ただし、発明の任意の１つの特徴は上述した問題のいずれも、またはすべてを扱わないかもしれないし、上述した問題の１つのみを取り扱うかもしれない。さらに、上述した問題の１つまたは複数は、以下説明される特徴のいずれでも取り扱われないかもしれない。
【００２０】
添付図面の図１は、この発明の事例的な実施例に従うゴルフクラブヘッド１００の斜視図を示す。より具体的には、図１は、ゴルフクラブヘッド１００の前方部分に打撃フェース１０２を配置し、打撃フェース１０２の後方部分に本体部分を連結させたゴルフクラブ１００を示す。この現行の事例的な実施例においては、ゴルフクラブヘッド１００の後方本体部分は、一般的には、クラウン１０４、ソール１０６、およびスカート１０８からなっている。この発明の現行の事例的な実施例において説明される打撃フェース１０２は、一般的に、打撃フェース１０２の外部境界の回りに周囲部分１１０、打撃フェース１０２の中央領域に中央部分１１２を有してよい。打撃フェース１０２の周囲部分１１０と中央部分１１２との間の区別はこの現行の事例的な実施例では重要である。なぜならば、打撃フェース１０２の中央部分１１２を構築するため、ゴルフクラブヘッド１００の、周囲部分１１０を含む残りの部分のために使用されるものと異なる材料を採用できるからである。上述にかかわらず、周囲部分１１０も、打撃フェース１０２と同様に、この発明の趣旨および内容を逸脱しない範囲で、ゴルフクラブヘッド１００の残りの部分と異なる材料から構築してゴルフクラブヘッド１００の性能をさらに改善して良い。
【００２１】
この発明の現行の事例的な実施例において、打撃フェース１０２の周囲部分１１０は一般的には比較的大きな第１の密度の金属、例えば、チタンまたはスチールであってよい第１の材料から構築されて良い。これらの材料は、典型的には、ゴルフクラブヘッド１００およびゴルフボールの間の衝撃力に耐えるに足るほど充分に強いけれども、重い方であるという傾向がある。より愚弟的には、スチールは、上述した２つの材料のうち重い方であるが、その密度は一般的に約５．０ｇ／ｃｍ３および約８．００ｇ／ｃｍ３の間である。他方、チタンは、一般的にスチールより密度が小さく、その密度は約４．００ｇ／ｃｍ３および約５．００ｇ／ｃｍ３の間である。
【００２２】
そのように多く、ゴルフクラブヘッド内に裁量的な重量があると、ゴルフクラブヘッド１００の任意の部分から節約することが可能な任意の量の重量をゴルフクラブヘッド１００の重心（ＣＧ）および慣性モーメント（ＭＯＩ）を改善するのに役立てることができる。したがって、図１に示されるこの発明の現行の事例的な実施例は、ゴルフクラブヘッド１００の打撃フェース１０２から重量を節約するために、比較的低い第２の密度の第２の材料を用いて打撃フェース１０２の中央部分１１２を構築して良い。より具体的には、打撃フェース１０２の中央部分１１２は、この発明から逸脱しない範囲で、約２．７ｇ／ｃｍ３の密度のアルミニウム材料、約１．７３８ｇ／ｃｍ３の密度のマグネシウム材料、約１．７０ｇ／ｃｍ３の密度の複合タイプの材料、または第１の材料の密度より密度が小さい任意の他の材料を使用して構築されて良い。中央部分１１２を構築するのに使用される第２の材料の第２の密度が小さいので、打撃フェース１０２の全体の総合重量は顕著に小さくてよく、約１５から約２５グラムの範囲であってよく、これは、チタンのようなより密度の大きな材料から完全に構築される打撃ゲース１０２と比較するときに顕著になる。重量の節約は一般に約６０ｍｍから約８０ｍｍの幅、約２５ｍｍから約５０ｍｍの高さ、約２．０ｍｍから約３．５ｍｍの厚さの打撃フェース１１２を基準にして計算される。小さな第２の密度の第２の材料を採用して打撃フェース１０２の中央部分１１２を構築すると、ある難題に遭遇することになるかもしれないことを理解することは重要である。なぜならば、低い密度の材料は、ゴルフクラブヘッド１００とゴルフボールとの間の衝撃力に耐えるのに充分なほど強くないかもしれないからである。
【００２３】
この発明は、上述の耐久性の課題に対処するために、第２の材料の軽量性を第１の材料の強度および耐久性と組みあわせて実現できる、２つの異なる材料から成る二重層中央部分１１２を採用してよい。添付図面の図２はゴルフクラブヘッド２００の分解斜視図を示しており、この発明の事例的な実施例に従う二重層中央部分２１２をより良く説明する。より具体的には、ゴルフクラブヘッド２００の分解図により、フェースインサート２２０およびポケット２２２が見えるようになる。この発明の現行の事例的な実施例において示されるポケット２２２は、打撃フェース２１０の中央部分の全体の厚さを完全に貫通するように設計されていないので、フェースインサート２２０用に用いられる軽量に第２の材料を裏打ちするように働く金属性の第１の材料の１つの層が残される。フェースインサート２２０は先に検討したように軽量の第２の材料から製造され、一般的には、ゴルフクラブヘッド２００の残りの部分と独立して構築されて良く、ゴルフクラブヘッドが完成した後に、ポケット２２２内の配置位置に挿入されて良い。最後に、フェースインサート２２０の幾何形状は一般的にはポケット２２２の幾何形状を模したものでよく、これにより２つの部品をお互いにシームレスに組み立てることができることに留意することは重要である。
【００２４】
フェースインサート２２０は、先に検討したように種々のタイプの軽量密度の材料からなってよいけれども、一般的には、この発明の１つの事例的な実施例においては複合タイプ材料からなって良い。複合タイプ材料は、この発明でそのように賞されるように、一般的には、顕微鏡レベルで分離し区別される、顕著に異なる物理的または化学的特性を伴う２またはそれ以上の構成材料から製造された設計材料である。より具体的には、複合タイプ材料は、熱可塑性または熱硬化可能な樹脂材料で含浸された織物またはカーボンファイバーを指して良く、これは樹脂含浸カーボンファイバーとしてより広く知られている。
【００２５】
添付図面の図３はこの発明の事例的な実施例に従うゴルフクラブヘッドの前面図を示している。図３の前面図は中央部分３１２の相対的な寸法、距離、パーセンテージを周囲部分３１０や打撃フェース３０２と比較して示す。より具体的には、この発明の当該事例的な実施例においては、打撃フェース３０２の前面表面面積は、一般的には、約３６００ｍｍ２より大きく約４０００ｍｍ２より小さく、より好ましくは約３３００ｍｍ２より大きく約３９００ｍｍ２より小さく、最も好ましくは約３８００ｍｍ２である。他方、中央部分３１２の前面表面面積は、約２５００ｍｍ２より大きく約２９００ｍｍ２より小さく、より好ましくは約２６００ｍｍ２より大きく約２８００ｍｍ２より小さく、最も好ましくは、約２７００ｍｍ２である。最後に、周囲部分３１０の前面表面面積は、中央部分３１２の面積を打撃フェース３０２の面積から差し引いて導出でき、約９００ｍｍ２より大きく約１３００ｍｍ２より小さい範囲となり、より好ましくは約１０００ｍｍ２より大きく約１２００ｍｍ２より小さく、最も好ましくは約１１００ｍｍ２である。この事例的な実施例において示される中央部分３１２は、この発明の趣旨および内容を逸脱しない範囲で、中央領域の被覆率を向上させるために打撃フェース３０２の外部幾何形状と模してものであってよい。
【００２６】
軽量の第２の材料から成る中央部分３１２に充分な大きさのポケットを設けるために、中央部分３１２は打撃フェース３０２の件茶名部分を占めなければならない。換言すれば、中央部分の打撃フェースに対する比は約０．６５より大きくなくてはならず、より好ましくは０．７０より大きく、最も好ましくは約０．７５より大きくなくてはならない。中央部分の打撃フェースに対する比は、中央部分３１２の前面表面面積を打撃フェース３０２の前面表面面積で割ったものとして定義されつぎの式（１）で示される。
中央部分の打撃フェースに対する比＝（中央部分の前面表面面積）／（打撃フェースの前面表面面積）      式（１）
最後に、打撃フェース３０２は中央部分３１２と周囲部分３１３とに分離でき、ここで、中央部分３１２は先に述べた第２の材料で充填できるポケットを規定する。
【００２７】
図３において示されるゴルフクラブヘッド３００の前面図は、中央部分３１２の打撃フェース３０２の周囲からのオフセットを示し、これはオフセット距離ｄ１にあり、これは打撃フェース３０２の周囲と中央部分３１２の周囲との間の距離として定義される。現行の事例的な実施例に示されるように、オフセット距離ｄ１は、一般的に、中央部分３１２内のポケットの大きさを定義するのに役立ち、これはゴルフクラブヘッド３００の性能を変更するためにポケット内に充填するのに採用できる第２の材料の量を決定する。この発明の１つの事例的な実施例においては、オフセット距離ｄ１は、一般的には、約０．５インチより小さく、より好ましくは約０．３３インチより小さく、最も好ましくは０．２５インチより大きくて良いが、この発明の範囲および内容から逸脱しない。図３に示すゴルフクラブヘッド３００は打撃フェース３０２の周囲全体に渡って一定のオフセット距離を示すけれども、この発明の範囲および内容から逸脱しない範囲で重量除去および耐久性の正確なバランスを見いだすように可変してよい。
【００２８】
添付図面の図４はこの発明の事例的な実施例に従うゴルフクラブヘッド４００の図３に示される断面線Ａ−Ａ'に沿う断面図を示す。ゴルフクラブヘッド４００のこの断面図によれば、ゴルフクラブヘッド４００の中央部分４１２のポケット４２２に加えて後方部分４２３も明瞭である。ポケット４２２の内部の軽量の第２ン材料により実現される重量の節約は、後方部分４２３内の金属性材料の強度および耐久性によってバランスされる必要があるので、この発明においては、ポケット４２２および後方部分４２３の相対厚さが重要である。この発明の事例的な１実施例においては、ポケット４２２の深さｄ２は一定に維持され、約０．２ｍｍより大きく、約２．０ｍｍより小さく、より好ましくは約０．５ｍｍより大きく、約１．５ｍｍより小さく、最も好ましくは約１．０ｍｍである。ポケット４２２内に軽量の第２の材料を使用することにより犠牲となる耐久性とバランスさせるために、後方部分４２３の厚さｄ３は一般的にはゴルフクラブヘッド４００がゴルフボールとの衝撃に耐えることを可能にする厚さを維持しなければならない。したがって、後方部分４２３の厚さｄ３は一般的には約１．５ｍｍより大きく、約３．０ｍｍより小さく、より好ましくは約１．７５ｍｍより大きく、約２．７５ｍｍより小さく、最も好ましくは約２．２５ｍｍである一定の厚さである。
【００２９】
厚さは先に説明されたけれども、ｄ２およびｄ３の間の相対的な厚さの比がここではより重要な数であることに留意されたい。これは、ポケット４２２の深さｄ２の相対厚さとともに後方部分４２３の厚さｄ３を定量化する。この比は、この出願においては「打撃厚さ比」と呼ばれ、打撃フェース４０２の耐久性を維持しながら打撃フェース４０２から不必要な重量を減殺するゴルフクラブヘッド４００の性能と間接的に定量化する。この出願でそのように呼ばれる、打撃厚さ比は、より具体的にはポケット４２２の深さｄ２を後方部分４２３の厚さｄ３で割ったものとして定義され、これは以下の式（２）のとおりである。
打撃厚さ比＝（ポケットの深さ（ｄ２））／（後方部分の厚さ（ｄ３））      式（２）
この事例的な実施例で説明したように、打撃厚さ比は一般的には約１．０より小さく、より好ましくは、約０．８より小さく、最も好ましくは約０．７より小さい。
【００３０】
添付図面の図５は図４に示す円形の領域Ｂの拡大断面図を示す、より具体的には、図５に示されるゴルフクラブヘッド４００の打撃フェース４０２の拡大図により、後方部分４２３およびポケット４２２のそれぞれの相対的な厚さｄ３およびｄ２がより明瞭になる。上述に加えて、図５は、第２の密度の第２の材料から構築されるフェースインサート５２０をポケット５２２の配置位置から伊豆して示している。図５に関して初めに認識しておくべきことの１つは、フェースインサート５２０の相対寸法および形状は合理的なことにポケット５２２の寸法および形状と類似しているということである。他の観点から見ると、フェースインサート５２０は、一般的には、この発明の範囲および内容から逸脱しない範囲で、ポケット５２２内にフィットできるような寸法および形状で設計されてよい。より具体的には、図５から理解できるように、フェースインサートの厚さｄ２はポケット５２２の深さｄ２と実質的に類似で良く、この類似性は図示のとおりである。
【００３１】
図５からわずかに見て取れるけれども、現代のゴルフクラブヘッドの打撃フェース５０２の部分は一般的にわずかの曲がりを伴い中心からずれた打撃により起因する不利益を訂正するようになっていてよいことは広く知られている。現代のゴルフクラブヘッドの打撃フェース５０２の部分のこのようなわずかな曲がりは、ゴルフクラブヘッドのバルジおよびロールとしてより広く知られており、これは水平方向または垂直方向のいずれから基準点が取られているかによって左右される。打撃フェース５０２および／またはポケット５２２の厚さは一般的には打撃フェース５０２の前面表面から決定されてよいことに注意することが大切であり、これは、ポケット５２２が打撃フェース５２０の前面と同一のバルジおよびロールの曲がりを伴うことを意味する。ポケット内のバルジおよびロールの曲率半径を維持することは、凸形状の表面は平坦または凹形状のポケット５２２より衝撃力を吸収するので、ゴルフクラブヘッドの打撃フェースの耐久性にとって有利である。ただし、この発明の範囲および内容から逸脱しないすべての実施例においてポケット５２２が凸形状である必要はないことに留意すべきであり、とくに、打撃フェース５０２がすでに充分に耐久性があって衝撃力を吸収できるときには、ポケット５２２の内部表面は平坦であっても、さらには凹形状であってもよい。
【００３２】
フェースインサート５２０およびポケット５２２の寸法および形状が相対的に類似しているので、一般的なフェースインサート５２０のポケット５２２内への結合を助長できる。ただし、この持ち前の要素の幾何形状を利用した機構的な結合に加えて、接着タイプの材料を採用してフェースインサート５２０およびポケット５２２の間の結合を一般的に助長することができる。接着タイプの材料は、この出願において検討されるように、一般的には合成タイプの接着剤で良いけれども、接着タイプの材料は、天然接着剤、接触接着剤、仮接着剤、ホットメルト接着剤、ＵＶ光硬化接着剤、圧力感応接着剤、または、この発明の範囲および内容を逸脱しない範囲で、ポケット５２２内にフェースインサート５２０を保持する化学結合を形成することが可能な任意のタイプの接着剤であってもよい。
【００３３】
添付図面の、図６、図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃ、および図６Ｄはこの発明の他の代替的な実施例を示しており、ここでは、ポケット６２２が、フェースインサート６２０およびポケット６２２の間の周囲係合部分Ｃの回りにアンダーカット６２８を含み、これが上述の２つの部品の間の結合をさらに助長する。より具体的には、図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃ、および図６Ｄは、この発明の範囲および内容から逸脱しない範囲でフェースインサート６２０をポケット６２２内に連結するのを助長するのに採用できる種々のタイプのアンダーカット６２８を拡大して示す。種々のポケット６２２の幾何形状について詳細に説明するのに先立って、そのようなアンダーカット６２８を供奉汁ポケットにフェースインサート６２０を挿入する手法について簡単に検討することがこの発明の発想を説明するのに役立つであろう。図６、図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃ、および図６Ｄを参照すると、アンダーカット６２８を超える大きな径のフェースインサート６２０を配置することは物理的に困難であることが理解できるであろう。したがって、フェースインサート６２０を、アンダーカット６２８を具備するポケット６２２内に挿入するには、フェースインサート６２０を形成する複合材料を硬化前にポケット６２２に配置する必要があるであろう。樹脂含浸材料は、堅固な本体を伴う金属性材料と異なり、一般的には、樹脂が硬化されるまで、屈曲させやすい構造を有してよい。したがって、上述から理解できるように、複合タイプの材料をフェースインサート６２０を構築するのに使用するのであれば、複合材料の硬化前の屈曲性によってフェースインサートをポケット６２２に入れ込むことが可能になる。
【００３４】
フェースインサート６２０を構築するのに使用される樹脂含浸複合タイプ材料の屈曲性に加えて、樹脂含浸複合材を形成するために多層の繊維材料が使用されるので、アンダーカット６２８の回りでポケットを樹脂含浸複合材で充填することが可能になる。より具体的には、樹脂含浸複合材料は薄い層の樹脂繊維を上下に重ねて構成されるので、種々の繊維層がポケット６２２を充填してアンダーカット６２８にまで至る。ただし、この発明の範囲および内容から逸脱しない範囲で行われる。
【００３５】
図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃ、および図６Ｄは、周囲拡大部Ｃの種々の拡大図を示し、この発明の種々の実施例に従う種々のアンダーカット６２８の幾何形状をより明瞭に示す。より具体的には、図６Ａは、フェースインサート６２０をポケット６２２に固着するのに役立つＶ形状のアンダーカット６２８を示す。図６Ｂは、アンダーカット６２８の外部突端近くに平坦部分を伴い、衝撃時の高ストレスを伴う鋭い角部分を除去したＶ形状のアンダーカット６２８を示す。図６Ｃは、この発明の他の代替的な実施例を示し、ここでは、Ｕ形状のアンダーカット６２８を用いてフェースインサート６２０をポケット６２２に固着できる。最後に、図６Ｄは、この発明の他の代替的な実施例を示し、ここでは、Ｕ形状のアンダーカット６２８平坦な突端を伴って衝撃時にひびや割れを起こす鋭い角部分を除去している。
【００３６】
この時点で、ゴルフクラブヘッドの打撃フェース６０２の部分にポケット６２２を設けると、すぐに理解可能なものでない付加的な性能上の利益がもたらされることを理解することは重要である。より具体的には、上述のこのタイプの幾何形状から裁量的な重量を形成することにより実現される明らかな性能上納利益に加えて、このタイプのポケット６２２を採用することは、ゴルフクラブヘッドの所望の音響を維持するのを可能にするであろう。ゴルフクラブヘッドの音響は、定量化することは困難であるけれども、ゴルフクラブヘッドの感受される性能に大いに影響を与える存在である。複合タイプの材料は金属タイプの材料と著しく異なる音響を呈するであろうから、ゴルフクラブヘッドの音響を調整して全部金属性の打撃フェースを具備するゴルフクラブヘッドと比較的類似するようになすことは、この発明のおいて重要であろう。
【００３７】
添付図面の図７は、完全に金属性の打撃フェースを具備する従来のゴルフクラブヘッドの信号電力図を示し、所望の音を実現するゴルフクラブヘッドの音響特性を図説する。より具体的には、図７は、従来のゴルフクラブヘッドがゴルフボールに衝突したときに生成される音の電力７５２を周波数７５４の関数として把握する。この電力７５２および周波数７５４はゴルフクラブヘッドの種々の部品、例えば、クラウン、ソール、フェース、またはゴルフクラブヘッドの任意の他の部品のゴルフボールとの衝突時の振動を定量化する。図７から理解できるように、全部が金属性の打撃フェースを具備するこの従来のゴルフクラブヘッドは約４，０００ヘルツに音響電力７５２の第１ピーク７５６を生成するであろう。音響電力７５２のピーク７５６は、全部が金属性の打撃フェースを具備するこの従来のゴルフクラブヘッドにおいて示されるように、一般的には、全体の音響電力出力は約０．２ワットであろう。したがって、上述に基づけば、全部が金属性の打撃フェースを具備するゴルフクラブヘッドの所望の音響は電力の第１ピークを約３，５００ヘルツより大きく、より好ましくは約３，７５０ヘルツより大きく、最も好ましくは約４，０００ヘルツより大きい周波数としてよいことが観察できる。
【００３８】
添付図面の図８は、全部が複合材の打撃フェースを具備する従来のゴルフクラブヘッドの信号電力図を示し、このタイプのゴルフクラブヘッドの音響特性が劇的に変化することを説明している。図８から、全部が複合材の打撃フェースを具備する従来のゴルフクラブヘッドから生成される音響の電力は、金属性打撃フェースを具備する伝統的な従来のゴルフクラブヘッドの電力に較べてり著しく小さいことが、即座にわかる。図７の図面と同一のスケールでプロットされるときにはほとんど気づかないけれども、一般的には、全部が複合材の打撃フェースを具備する従来のゴルフクラブヘッドは音響電力の第１ピーク８５６を約３，０００ヘルツに伴っている。全部が複合材の打撃フェースを具備する従来のゴルフクラブヘッドに置いて示される、ピーク８５６の音響電力８５２は一般的には約０．００２わっっとより小さい全体の音響電力８５２の出力を伴って良い。したがって、完全に金属性の打撃フェースを具備する従来のゴルフクラブヘッドの、図７に示すような、信号電力図と較べたときには、ゴルフクラブヘッドの打撃フェースを副棒材料で完全に置き換えるとゴルフクラブヘッドの所望の音響が顕著に犠牲になることが理解できるであろう。
【００３９】
添付図面の図９を参照すると、この発明に従うゴルフクラブヘッドの信号電力図を理解できる。一瞥しただけで、この発明の信号電力図は、全部が金属性の打撃フェースを具備する従来のゴルフクラブヘッドの、図７に示す信号電力図により似ていることが理解できる。より具体的には、この発明のゴルフクラブヘッドの信号電力図は、音響電力９５２中の第１ピーク９５６が約３，５００ヘルツより大きく、かつ約４，５００ヘルツより小さく、より好ましくは約３，７５０ヘルツより大きく、かつ約４，２５０ヘルツより小さく、最も好ましくは約４，０００ヘルツで存在してよい。打撃フェースにポケットを具備する、この発明のゴルフクラブヘッドの音響電力９５２のピーク９５６は、約０．１ワットより大きく、より好ましくは約０．１２５ワットより大きく、最も好ましくは約０．１５ワットの全体の音響電力９５２の出力を実現して良い。この発明のゴルフクラブヘッドの信号電力図は、全部が金属性のフェースと具備する従来のゴルフクラブヘッドの信号電力図と顕著に類似性を示すので、この発明のゴルフクラブヘッドの音響は、複合タイプのフェースインサートを伴っているにもかかわらず、好ましいものである。
【００４０】
種々のゴルフクラブヘッドによりもたらされる音響の望ましさは、信号電力図における上述した値に左右されるので、これらの値を相互の関係として定量化して比較を容易にすることはより簡単であろう。以下の式（３）は、ピーク電力の周波数に対する比を生成し、これは容易に定量化可能な方法でゴルフクラブヘッドの所望の音響を把握する。
ピーク電力の周波数比＝（ピーク電力）／（ピーク電力が起こる周波数）      式（３）
この発明の事例的な実施例に従うゴルフクラブヘッドのピーク電力周波数比は一般的には２．５×１０−５ワット／ヘルツより大きく、約５×１０−５ワット／ヘルツより小さく、より好ましくは、３．０×１０−５ワット／ヘルツより大きく、約４．５×１０−５ワット／ヘルツより小さく、最も好ましくは約４．０×１０−５ワット／ヘルツであってよい。
【００４１】
ピーク電力周波数比は先に説明され、これはゴルフクラブのゴルフボールとの衝突時の音響を定量化するけれども、ゴルフクラブヘッドの寸法は考慮されていない。ゴルフクラブヘッドの音響は一般的にはゴルフクラブヘッドのゴルフボールとの衝突時に振動により引き起こされるので、ゴルフクラブヘッドの寸法は、ゴルフクラブヘッドを用いてゴルフボールを叩くときにそのような振動に利用可能な表面面積の量を決定するための重要なファクタである。したがって、ゴルフクラブヘッドの音響を定量化する上で認識すべく他の重要な比は、第１ピークの周波数のゴルフクラブヘッドの体積に対する比であろう。好ましい音響は何かというさきの検討と同様に、この発明に従うゴルフクラブヘッドでは、一般的に、周波数における第１ピークは、約３，５００ヘルツより大きく、かつ約４，５００ヘルツより小さい範囲で、より好ましくは約３，７５０ヘルツより大きく、かつ約４，２５０ヘルツより小さい範囲で、最も好ましくは約４，０００ヘルツで起こり、これについては上述した。この発明に従うゴルフクラブヘッドの全体の容積は、一般的には、約４００立方センチメートル（ｃｃ）より大きく、かつ、５００ｃｃより小さく、より好ましくは、約４２０ｃｃより大きく、約５８０ｃｃより小さく、最も好ましくは約４６０ｃｃであってよい。上述の数値を参照すると、第１ピーク周波数の体積比の関係は一般的には約７．０ヘルツ／ｃｃより大きく、約１５．０ヘルツ／ｃｃより小さく、より好ましくは、約９．０ヘルツ／ｃｃより大きく、約１３．０ヘルツ／ｃｃより小さく、最も好ましくは約８．０ヘルツ／ｃｃであってよい。第１ピーク周波数の体積比は以下の式（４）で定義される。
第１ピーク周波数の体積比＝（第１ピーク周波数）／（体積）        式（４）
【００４２】
第２の密度の第２の材料が充填されるポケットを採用すると、上述のように、ゴルフクラブヘッドの打撃フェースから重量を節約し、また、音響特性を改善することに加えて、ゴルフクラブヘッドの特徴時間（ＣＴ）を増加させることにより、ゴルフボールをより遠くに打撃できるゴルフクラブヘッドを製造する上で付加的な利点を実現する。ＣＴは、現在、ゴルフ産業において知られているように、一般的には、種々の速度を模した種々の高さから振り子を落下させた後、振り子がゴルフクラブヘッドに接触している時間の量と関係する。速度および時間の値が、振り子に取り付けられた加速度計により把握され、その後、一般的には、速度の関数としてプロットされる。測定のスロープを伴う線形な傾向線が種々のデータ点から形成されて良く、最終的なｙ切片がゴルフクラブヘッドのＣＴ値をなす。ゴルフクラブヘッドのＣＴ値を求めるのに使用される正確な装置および手順に関するより詳細な説明は米国特許第６，８３７，０９４号（Ｐｒｉｎｇｌｅ等）に見い出すことができ、その内容は参照してここに組み入れる。
【００４３】
添付図面の図１０は、'９４特許において説明されるステップに従ってゴルフクラブヘッドの打撃フェースの柔軟性を測定するポータブル装置を利用して得た種々の接触時間結果をグラフ表示するものである。より具体的には、ず１０は、この発明に従う事例的なゴルフクラブヘッドの打撃フェースの特性時間結果をｙ軸に沿って示し、それぞれのデータ点１０６２の各々の古子の速度をｘ軸に沿って示すものである。振り子に取り付けられた加速度計により測定される振り子の速度は、以下の式（５）により定量化される線形な関係を生成するうえで予期される誤差を最小化するために、−０．３２９の指数値を採っていることに留意されたい。
Ｔ＝Ａ＋ＢＶ−ｋ        式（５）
ここでＴは、振り子の速度が、記録される最高値の５％から９５％に上昇するのに要する時間であり、Ｂは、種々のデータ点１０６２により形成された傾向線１０６４のスロープであり、Ｖは種々のデータ点１０６２の振り子テストの速度であり、ｋはゴルフクラブヘッドの切片値における誤差を最小化するための指数調整ファクタである。傾向線１０６４およびｙ軸の間の交点は、ここではＡとして特定され、上述のＴ、Ｂ、およびＶの値から決定でき、一般的には、ＵＳＧＡにより採用される最終的なＣＴ値であってよく、これはゴルフボールと衝突する際にゴルフクラブヘッドが撓む能力に関連する。
【００４４】
ここでいうＣＴ値は交点Ａによって決定されるので、振り子テストから個々のデータ点１０６２の種々のＣＴ結果から形成される傾向線１０６４のスロープＢが重要であることに留意されたい。この発明は、ゴルフクラブの打撃フェース部分にあるポケットの中に小さな第２の密度の複合材を特定の量だけ利用しているので、種々のデータ点から形成される傾向線１０６４のスロープＢは一般的には伝統的な従来のゴルフクラブヘッドのスロープより急峻であろう。より具体的には、種々のデータ点１０６２の傾向線１０６４から形成されるスロープはここでは「特徴時間スロープ」として知られている。「特徴時間スロープ」はこの発明でさきに定義されるように、一般的には、約５より大きく、約５０より小さく、より好ましくは約１０より大きく、約４５より小さく、さらに好ましくは、約１２．５より大きく、約３０より小さく、最も好ましくは約１５より大きく、約２０より小さく、これは図１０に示すとおりである。特徴時間スロープの傾向線１０６４の単位は先には特に検討しなかったけれども、それは一般的にはマイクロ秒で表される時間の単位を速度の値で割って、−０．３３乗することにより導出できる。傾向線１０６４の単位の最終的な結果は一般的には（マイクロ秒）／（秒／メータ）または当該式の任意の他の単純化した形態であって良く、ただし、この発明の範囲および内容を逸脱しないものとする。ＣＴテストに関するより多くの情報は、合衆国ゴルフ協会（ＵＳＧＡ）により定義され、Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｐｅｎｄｕｌｕｍ  Ｔｅｓｔ、Ｒｅｖｉｓｅｄ  Ｖｅｒｓｉｏｎ、Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ  ｏｆ  Ｐｏｉｎｔｓ  Ｒａｉｓｅｄ  Ｄｕｒｉｎｇ  Ｎｏｔｉｃｅ  ＆  Ｃｏｍｍｅｎｔ  Ｐｅｒｉｏｄ（２００３年、１１月）に見いだすことができ、その内容は参照してここに組み入れる。
【００４５】
ゴルフクラブヘッドの打撃フェース部分内に形成されるポケットに採用できる種々の幾何形状に関する先の検討に戻り、ここでは図１１を参照する。添付図面の図１１は、凹状の幾何形状を際賞して良いポケット１１２２を具備するゴルフクラブヘッドの断面図を示す。凹状幾何形状は後方部分１１０２の厚さを減少させるけれども、薄い後方部分１１２３は全体の打撃フェース１１０２に付加的な変形を実現し、これがゴルフクラブヘッドの性能を向上させることになる。ポケット１１２２の厚さは一般的には図１１にｄ３として示されてよいけれども、この厚さは、この発明の範囲および内容を逸脱しない範囲で、約０．２ｍｍから約３．５ｍｍであってよい。
【００４６】
添付図面の図１２はこの発明の他の代替的な実施例に従うポケット１２２２を具備するゴルフクラブヘッドの断面図を示す。より具体的には、ポケット１２２２の後方部分１２２３は可変厚さを伴ってよく、これによりポケット１２２２内のインサート１２２０の幾何形状に影響を与えることなく、大きなスイートスポットを実現できる。可変明日だの打撃フェースを具備するゴルフクラブヘッドの利点に関するより詳細な検討は米国特許第６，６０５，００７号（Ｂｉｓｓｏｎｎｅｔｔｅ等）に見い出すことができ、その内容は参照してここに組み入れる。この発明の当該事例的な実施例に従う後方部分１２２３は２つの異なる厚さｄ５およびｄ６を伴って良く、より厚い部分ｄ５は打撃フェース１２０１の中央の近くに配置される。上述に限らず、この発明の範囲および内容から逸脱しない範囲で、多くの他の形態の厚さプロファイルをより多くの個別のセクションを伴って採用することができ、単に後方部分が可変厚さであればよい。最後に、ポケット１２２２の厚さおよびフェースインサート１２２０の厚さは、この発明の範囲および内容から逸脱しない範囲で、すべて実質的に不変で一定厚さｄ２であってよい。
【００４７】
添付図面の図１３はこの発明の他の代替的な実施例に従うポケット１３２２およびフェースインサート１３２０の他の代替的な幾何形状を伴うゴルフクラブヘッドの断面図を示す。より具体的には、この発明の当該事例的な実施例においてフェースインサート１３２０は可変厚さを伴ってゴルフクラブヘッドの打撃フェース１３２０の性能を向上させて良い。フェースインサート１３２０に関して可変厚さを実現するために、後方部分１３２３は一定の厚さを維持してフェースインサート１３２０の可変厚さを実現してよい。後方部分１３２３の一定厚さを維持するために、この発明の代替的な実施例は、一般的には、後方部分１３２３の中央部分の近くで屈曲してフェースインサート１３２０の厚い部分に適合するようになす後方部分１３２３を実現して良い。
【００４８】
添付図面の図１４は、この発明の他の代替的な実施例に従うポケット１４２２およびフェースインサート１４２０の他の代替的な幾何形状を伴うゴルフクラブヘッドの断面図を示す。より具体的には、この発明の事例的な実施例においてフェースインサート１４２０は可変厚さを伴ってゴルフクラブヘッドの打撃フェース１４２０の性能を向上させてよい。後方部分１４２３は、打撃フェース１４２０をサポートする代替的な手法を提供し、打撃フェース１４０２の中央部分で薄くなる可変厚さを実現する。この実施例は、好ましいことに、薄い中央部分がより撓むので、中央部分の曲げ剛性を大きくできて好ましい。
【００４９】
添付図面の図１５は、この発明の他の代替的な実施例に従うポケット１５２２およびフェースインサート１５２０の他の代替的な幾何形状を伴うゴルフクラブヘッドの断面図を示す。より具体的には、この発明の当該実施例は、打撃フェース１５２０の中央部分で厚さが大きい後方部分１５２３を具備してゴルフクラブヘッドの耐久性を増大させる。したがって、打撃フェース１５０２の中央部分で後方部分１５２３の厚さを増大させるために、フェース人サーと１５２０の厚さは一般的に中央部分で薄くなっていて良い。この実施例はゴルフクラブヘッドの耐久性の改善が必要な場合に好ましいであろう。
【００５０】
添付図面の図１６は、この発明の他の代替的な実施例に従い、異なる幾何形状を採用して打撃ベース１６０２を形成するゴルフクラブヘッドの断面図を示す。より具体的には、後方部分１６２３が薄いけれども完全な打撃フェース１６２０を形成し、これがフェースインサート１６２０によって被覆される。このフェースインサート１６２０は、サイズは通常ではないけれども、ゴルフクラブヘッドの打撃フェース１６０２の部分から不必要な重量を除去するという同一の目的に役立つ。この発明の当該実施例は、この発明の範囲および内容から逸脱しない範囲で、後方部分１６２３の構造上の一体性を維持しつつゴルフクラブヘッドの打撃フェース１６０２から負引くような重量を除くという点で従来のゴルフクラブヘッドに対して利点を有する。
【００５１】
添付図面の図１７は、この発明の他の代替的な実施例に従い、若干異なる幾何形状を採用して打撃ベース１７０２を形成するゴルフクラブヘッドの断面図を示す。より具体的には、この発明の当該実施例は、打撃フェース１７０２の両端に２つの個別の後方部分１７２３を採用して中央領域ではフェースインサート１７２０を非支持状態にする。この発明の当該代替的な実施例は完全な後方部分１７２３と関連する重量を完全に除去するのに役立ち、さらに、ゴルフクラブヘッドの打撃フェース１７０２に関連する不必要な重量も減少させることができる。
【００５２】
添付図面の図１８は、この発明の他の代替的な実施例に従い、異なる幾何形状を採用して打撃ベース１８０２を形成するゴルフクラブヘッドの断面図を示す。図１８に示されるこの発明の当該実施例は、接着点を打撃フェース１８０２の衝撃部分から除去またはシフトさせるためにフェースインサート１８２０の周囲をゴルフクラブヘッドのクラウンおよびソール側にずらした。接着点を打撃フェース１８０２からずらすと、連結部分を最も応力が大きな部分から移動させて、必要な接着強度を減少させることができるという点で、ゴルフクラブヘッドの性能上有利となる。図１８から理解できるように、後方部分１８２３はゴルフクラブヘッドのクラウンおよびソールの方向にずらされて、この目的を実現する。ただしこの発明の範囲および内容から逸脱しないものとする。
【００５３】
添付図面の図１９は、この発明の他の代替的な実施例に従い、異なる幾何形状を採用して打撃ベース１９０２を形成するゴルフクラブヘッドの断面図を示す。より具体的には、図１９から理解できるように、フェースインサート１９２０は、ゴルフクラブヘッドの打撃フェースを完全に包囲してゴルフクラブヘッドの打撃フェースから連結部をシフトさせて良い。ただし、図１９に示されるゴルフクラブヘッドは、金属性の後方部分１９２３もフェースインサート１９２０の部分的な後方サポートを構成する点で、付加的な性能上の利点を実現する。上述の特徴に加えて、この発明の当該事例的な実施例において示されるフェースインサート１９２０は、この発明の範囲および内容から逸脱することなく、厚い中央部分を採用してスイートスポットの大きさを改選して良い。
【００５４】
ここで図１７〜１９に示されるゴルフクラブヘッドは、図１７〜１９に示されるゴルフクラブヘッドにより生成されるポケットは後方部分を具備しないという点で、この発明の先に検討した種々の実施例から若干異なっている点に留意されたい。ポケットが金属性後方部分によりサポートされている場合には、複合タイプの材料の種々の層の内部の破損の主たる原因は、複合繊維の個々の層の剥離によるであろう。しかしながら、ポケットが後方部分によってサポートされていない場合には、主たる懸念は、複合材料自体の耐久性であり、この結果、複合タイプの材料の強度および耐久性が主たる懸念になる。ほとんどどのおうな種類の樹脂含浸カーボンファイバーは顕著な重量節約上の利点があるという事実にかかわらず、すべてのタイプの樹脂含浸カーボンファイバーがゴルフクラブヘッドに採用されるために必要な耐久性の要求を満たすものではない。種々のタイプの樹脂含浸カーボンファイバーを理解するために、添付図面の図２０を参照することが役に立ち、これは、カーボンファイバー含浸繊維内のファイバーの応力および歪みチャート２０００を示し、この発明に従う第２の材料として使用するのに適するであろう樹脂含浸カーボンファイバーの応力および歪みの間の関係を図説するのに役立つ。
【００５５】
初めに、応力および歪みチャート２０００を参照すると、複合タイプの材料の繊維の応力及び歪みの間の関係２０３０は線形弾性から破壊へという特性を有して良い。複合材料の繊維における線形弾性から破壊へという特性は、これにより、複合材料の物理的な寸法を変化させない純粋な弾性変形を可能にする点で、一般的には、非線形弾性から破壊へという特性より好ましいであろう。複合材の繊維における、この種の純粋に線形な弾性から破壊へという特性は、非線形の弾性から破壊へというものに較べてより好ましい、なぜならば、線形弾性から破壊への特性を有する壊れやすい繊維は、一般的には、非線形弾性から破壊へという特性の壊れやすい繊維により実現可能な降伏応力より大きな最大抗張力を実現できるからである。複合材料の繊維が線形弾性から破壊へという特性を示すのに加えて、図２０の応力および歪みの間の関係２０３０も、当該発明に用いられる複合材料の理想的な繊維の強度および弾性を示す。より具体的には、図２０は使用される複合材料の繊維が一般的には約４．５ＧＰａより大きく、６．０ＧＰａより小さく、より好ましくは、約４．５ＧＰａより大きく、約５．５ＧＰａより小さく、最も好ましくは約４．９ＧＰａの引張強度を有することを示すであろう。上述した引張強度と組みあわせて、複合材料は一般的に引張弾性モジュラスを有して良く、これは応力および歪みの関係２０３０のスロープにより決定され、約２００ＧＰａより大きく約３００ＧＰａより小さく、より好ましくは約２２５ＧＰａより大きく約２７５ＧＰａより小さく、最も好ましくは約２４１ＧＰａである。ここでは、引張強度および引張モジュラスは、すべて、複合材料の繊維の重要な特性であるけれども、繊維をこの発明に適切なものになす決定因子は、歪みから破壊へのパーセンテージにかかっている。歪みから破壊へのパーセンテージは、当該事例的な実施例でそのように呼ぶように、一般的には、繊維の引張強度を繊維の引張弾性モジュラスで割ったものとして定義され、より具体的には以下の式（６）で説明される。
（引張強度）／（引張弾性モジュラス）＝歪みから破壊へのパーセンテージ      式（６）
【００５６】
歪みから破壊へのパーセンテージは、図２０の当該事例的な実施例において示されるように、また、さきの引張強度および引張弾性モジュラスの値に基づいて、一般的には、約１．０％より大きく約１０．０％より小さく、より好ましくは約２．０％より大きく約８．０％より小さく、最も好ましくは約２．５％である。
【００５７】
複合材料を採用してフェースインサートを形成することに関する検討を続けると、添付図面の図２１は、この発明の事例的な実施例に従う複合フェースインサート２１２０の分解図を示す。より具体的には、フェースインサート２１２０の分解図により、複合材フェースインサート２１２０内の繊維の種々の配向がどのように変化してゴルフクラブヘッドの性能特性に影響を与えるかをよりわかるようにできる。図２１に示されるフェースインサート２１２０は、一般的には、第１層２１４１、第２層２１４２、第３層２１４３、第４層２１４４、第５層２１４５、第６層２１４６、第７層２１４７、第８層２１４８、または、この発明の範囲および内容から逸脱することなくフェースインサート２１２０を構築するために必要と考えられる任意の数の層を具備して良い。図２１に示される当該事例的な実施例においては、フェースインサート２１２０は８つの異なる層２１４１、２１４２、２１４３、２１４４、２１４５、２１４６、２１４７、および２１４８を具備して良く、各々は直接に係合する層と異なる配向に方向づけられている。より具体的には、第１層２１４１は、参照の便宜上、０度とラベル付けされる水平方向に方向づけられていてよい。第２層２１４２は第１層２１４１に続いて対角方向に方向づけられてよく、＋４５度として識別しやすくする。第３層２１４３は第２層２１４２に続いて垂直方向に方向づけられてよく、９０度としてより識別しやすくなっている。第４層２１４４は、第３層２１４３に続いてよく、この層の繊維は第２層２１４２と異なる対角方向に方向づけられてよく、−４５度として識別しやすくなっている。図２１は８つの異なる層を示すけれども、当該事例的な実施例において、後続の層２１４５、２１４６、および２１４８は初めの４つの壮途同一な配向きにそれぞれ従ってよい。実際、任意の付加的な数の層が図２１に示されるものに加えて付加されて所望の厚さに到達するようにしてよい。ただし、この発明の範囲および内容から逸脱せず、しかも、図２１において先に示される構造に従うことを条件とする。この種の配向を採用することにより、準等方性特性を具備する複合材フェースインサート２１２０を実現でき、この準等方性特性は多くの異なる方向に配向された負荷に破壊することなく耐えることができるほど充分に大きな強度を持つフェースインサート２１２０をもたらす。
【００５８】
添付図面の図２２は、この発明の他の代替的な実施例を示し、ここでは、フェースインサート２２２０が異方性特性を呈する。当該事例的な実施例で用いられるように、異方性は、複合材フェースインサート２２２０の方向に依存する強度を指し、これは複合材フェースインサート２２２０内の繊維の均一な配向に起因する。より具体的には、図２２から理解できるように、第１層２２４１、第２層２２４２、第３層２２４３、第４層２２４４、第５層２２４５、第６層２２４６、第７層２２４７、および、第８層２２４８は、すべて、実質的に垂直方向に伸びる繊維を伴い、この方向を９０度としてより識別しやすくする。異方性特性の複合材フェースインサート２２２０を伴うと、最も大きな応力を受ける方向に沿ってフェースインサート２２２０の強度を絞り込むことにより、ゴルフクラブヘッドの性能をさらに改善できる。ただし、大きな応力を発生しないという傾向がある方向に沿うなんらかの強度が犠牲になる。ゴルフクラブヘッドの設計空間内では、応力の大多数はクラウン−ソール方向に発生する。したがって、繊維の配向を反対方向に沿って配向することにより、最も短い距離で当該応力を吸収する方向に打撃フェースのモジュラスが増大する。図２２は、説明の便宜上、複合材フェースインサート内に８つの繊維層しか示していないけれども、付加的な数の層をフェースインサート２２２０に付加して所望の厚さに到達するようにしてよいことに留意されたい。ただし、この発明の範囲および内容から逸脱せず、しかも、図２２において先に示される構造に従うことを条件とする。
【００５９】
所望の方向に引張モジュラスが増大するのに加えて、図２２に示すフェースインサート２２２０は、クラウンからソールへと広がる、より応力が少ない方向に必要とされる複合材パイルの個数を減少させて、さらにゴルフクラブヘッドの打撃フェースから不必要な重量を削減して付加的な性能上の利点を達成するであろう。当該検討は具体的にはフェースインサート２２２０用に使用される複合材をベースにした材料に関連するけれども、異方性の同一の考え方は、この発明の範囲および内容から逸脱することなく、金属性材料、例えば、アルミニウム、マグネシウム、またはさらにはチタニウムのすべてに適用して良いことに留意されたい。金属性異方性材料の製造および使用に関するより詳細な検討は米国特許第６，６２３，５４３号（Ｚｅｌｌｅｒ等）に見いだすことができ、その内容は参照してここに組み入れる。
【００６０】
添付図面の図２３は、この発明の他の代替的な実施例を示し、ここでは、繊維配向の異なる組み合わせが準異方性のフェースインサート２３２０を実現する。当該事例的な実施例で用いられるように、準異方性は、複合材フェースインサート２３２０の方向に依存する強度を指し、これは１つの配向が他の方向に対して有利である複合繊維の配向に起因する。より具体的には、フェースインサート２３２０は第１層２３４１を具備し、これは実質的に垂直方向に配向された繊維をともない、この方向は９０度の方向としてより容易に把握できるようにする。第１層２３４１の後方には第２層２３４２が位置づけられ、これは実質的に対角方向に配向された繊維をともない、この方向は＋４５度の方向としてより容易に把握できるようにする。第３層２３４３は第２層２３４２の後方に配され、その繊維は第１層２３４１野繊維配向と類似な方向に配向され、実質的に垂直であり、クラウン−ソールの配向に沿ってフェースインサート２３００の強度を強化する。第３層２３４３の後方には第４層２３４４があり、その繊維は第２層２３４２の方向と実質的に反対の対角方向に配向されている。第４層２３４４は−４５度の配向の繊維を伴い、その繊維の配向は第２層２３４２の配向に対して直角であることを意味する。第５層２３４５は第４層２３４４の後方に配置され、その繊維を実質的に垂直の方向に戻し、クラウン−ソールの配向にフェースインサート２３２０の強度をさらに増加させて良い。第６層２３４６は、当該事例的な実施例に示されるように、一般的には水平方向に配向された繊維を有してよく、この配向は０度としてより容易に把握できる。最後に、複合材フェースインサート２３２０の第７層２３４７は、前に戻って、実質的に垂直方向の繊維をもってよく、ヒール−トウの方向の強度をさらに強化する。
【００６１】
図２３に示されるフェースインサート２３２０は、一般的には、図２１に示されるフェースインサート４２０の準等方性の利点を図２２に示されるフェースインサート５２０の異方性の利点に組みあわせることができる。より具体的には、図２３に示されるフェースインサート２３２０はいくつかの異なる配向に沿う繊維を伴うので、フェースインサート２３２０の種々の方向を横切る曲げ剛性を維持するのに役立つであろう。ただし、垂直の配向に沿って伸びる繊維の層の和が大きくなると、図２３に示すフェースインサート２３２０は、最も大きな応力を受ける方向を横切る、フェースインサート２３２０の曲げ剛性を増大させることが可能になる。ここで、図２３は、複合材繊維の７つの層しか示していないけれども、図２３において先に示される構造に従うかぎり、層の個数は多くの他の数であってよいことに、再度、留意されたい。
【００６２】
繊維配向に加えて、フェースインサート２３２０に用いられる複合材料の他の重要な特性は、複合材料の層間剪断強度（ＩＬＳＳ）である。繊維強化複合体は一般的には繊維および樹脂を含んで良く、この２つの組み合わせにより高強度および軽重量が実現される。しかしながら、複数の層を具備する複合体の固有の組成物に起因して、異なる層の間のボンディングがしばしば問題の領域となる。複合積層体の層間剪断強度（ＩＬＳＳ）はこのボンディングを計量化するのに役立ち、一般的に、材料が、大きな衝撃時の極めて特殊なタイプの損傷に耐える能力に反映することになる。金属のようなモノリシックな材料の損傷は一般的には破壊応力により定義して良いけれども、複合材料に対するそのような衝撃の影響は、一般的には、破壊応力に加えて、材料の各々の脱積層化であろう。
【００６３】
この発明に従う複合材料の層間剪断強度（ＩＬＳＳ）は、一般的には、約６０ＭＰａより大きくて良く、より好ましくは、約７０ＭＰａより大きく、最も好ましくは、約７５ＭＰａより大きくて良い。材料の層間剪断強度（ＩＬＳＳ）はゴルフクラブヘッドの性能に決定的であることを認識することは重要であり、なぜならば、層の積層解除は材料の損傷になるからである。ゴルフクラブの打撃フェースはそのような大きなレベルの応力をゴルフボールとの接触時に受けるので、材料がそのような損傷に耐える能力は最大級に重要である。ゴルフ用品にための大きな層間剪断強度（ＩＬＳＳ）の要請は、一般的には、他の用途と異なり、なぜならば、他の用途のほとんどはそのような短い期間にそのような大きな応力環境に複合材料をさらすことがないからである。
【００６４】
以下のより大きな層間剪断強度（ＩＬＳＳ）数を具備する積層体を実現する方法は高価であり、材料特性、層厚、および配向のような多くの要素をすべて調整してそのような大きな層間剪断強度（ＩＬＳＳ）数を実現できるのであり、これはこの発明の範囲および内容からすべて逸脱しないようにする必要がある。
【００６５】
この発明の代替的な実施例において、過剰に大きな層間剪断強度（ＩＬＳＳ）は複合材料の構造、およびそれに加わる応力に応じて、必要でなくなるであろう。実際、過剰に大きな層間剪断応力は製造プロセスにおいて付加的なコストをもたらし、また、複合材料に付加的な重量ももたらし、これはゴルフクラブヘッドに適切でないものとなる。このため、この発明の代替的な実施例においては、複合材料の層間剪断強度（ＩＬＳＳ）は約６０ＭＰａから約１４５ＭＰａの間であって良く、より好ましくは約７０ＭＰａから約１２５ＭＰａの間、最も好ましくは約７５ＭＰａから約１２０ＭＰａの間であって良い。
【００６６】
層間剪断強度を決定するために、この発明は、種々の積層された層の間のボンディングを、これをＡＳＴＭ  Ｄ−２３４４Ｍ−００標準により規定される、三点屈曲テスト、ＡＫＡ短ビーム強度テストとして知られる屈曲応力テストを適用することによって、把握する。三点屈曲テストでは、資料が両端で保持され、複合材料の中央が最大剪断応力を受けるようにその中央を押す。そのため、積層体が経験する剪断応力は数式を用いて計算でき、これは、印加した力、積層厚さ、および広がり距離に左右される。
【００６７】
図５、図１１〜図１９は、すべて、フェースインサートの個別の特徴および幾何形状を、個別の特徴および幾何形状をともなう対応する後方部分と組みあわせて示すけれども、種々の要素の種々の特徴および幾何形状は、この発明の範囲および内容から逸脱することなく、相互に交換して異なる設計を構成し、異なる目標を実現して良い。
【００６８】
添付図面の図２４は、この発明の代替的な実施例に従うゴルフクラブヘッド２４００の、図３の断面線Ａ−Ａ'に沿う分解断面を示し、この図において、フェースインサート２４２０は薄い打撃フェース２４０２の内側表面の後方に配置されてフェース裏打ち層２４２０を形成する。より具体的には、図２４は、ゴルフクラブヘッド２４００を示し、これは、そのクラウン部分に開口２４５０を具備する空洞の単一シェル２４０１からなる。このようなゴルフクラブヘッド２４００のクラウン部分の近くに開口２４５０を伴う、特殊なタイプの幾何形状は、一般的にはゴルフ業界においては「クラウンプル」構造として知られており、これは、鋳造プロセスが、ゴルフクラブヘッド２４００のクラウン部分から引き出されて開口２４５０を形成するインサートを用いるからである。ただし、開口２４５０がゴルフクラブヘッド２４００のクラウン部分の近くにあるかぎり、開口２４５０はこの発明の範囲および内容から逸脱することなしに機械加工されてよい。
【００６９】
図２４に示すゴルフクラブヘッド２４００は、開口２４５０を被覆してゴルフクラブヘッド２４００を完成させるように構成されたパネル２４５２を含むようにも示されている。１つの事例的な実施例において、パネル２４５２は、空洞の安逸性シェル２４０１と同一の材料から形成してゴルフクラブヘッド２４００の音響特性を維持して良いけれども、パネル２４５２が開口２４５０を被覆できる限り、この発明の範囲および内容から逸脱することなしに、多くの他の材料を用いてもよい。
【００７０】
フェース裏打ち層２４２０は、この発明の当該事例的な実施例に示すように、一般的には、ゴルフクラブヘッド２４００の薄くした打撃フェース２４０２の部分の後方表面に取り付けられて、打撃フェース２４０２の薄型化に伴って失われた何らかの構造上の堅固さを実現して良い。先の検討と同様に、打撃フェース２４０２をフェース裏打ち層２４２０の軽量材料で置き換えることにより、打撃フェース２４０２の部分の全体重量を削減でき、より多くの裁量的な重量をもたらす。上述の論拠によれば、一般的には、フェース裏打ち層２４２０を形成するために使用される第２の材料の第２の密度は、空洞の一体性シェル２４０１を形成するために用いた第１の材料の第１の密度より小さくて良い。この結果、上述した重量の節約がもたらされる。実際、第２の材料の密度は、アルミニウムを用いる場合、約２．７ｇ／ｃｍ３未満であって良く、マグネシウムを用いる場合、約１．７３８ｇ／ｃｍ３未満であって良く、複合型材料を用いる場合、約１．７０ｇ／ｃｍ３未満であって良い。この発明の１つの好ましい実施例において、フェース裏打ち層２４２０の材料は、その高強度および小質量の特性から、炭素繊維を基本にした複合型材料であって良い。
【００７１】
薄くした打撃フェース２４０２は顕著な程度に構造上の堅固さを失うかもしれないので、ゴルフクラブヘッド２４００がゴルフボールとの衝撃を乗り切れるようにするために、フェース裏打ち層２４２０は失われた構造上の堅固さを置き換える必要がある。構造上の堅固さを置き換えるのに加えて、フェース裏打ち層２４２０を付加すると、局所的な衝撃位置から衝撃負荷を分散させるように働くかもしれない。したがって、フェース裏打ち層２４２０によって実現される機構ゆえに、薄くされた打撃フェース２４０２の厚さは一般的には約０．２５ｍｍから約３．００ｍｍの間で良く、より好ましくは、約０．２５ｍｍから約１．００ｍｍの間で良く、最も好ましくは、約０．２５ｍｍから約０．４５ｍｍの間で良く、これらずべては、従来の耐久性標準が要求したものより顕著に薄くなる。対照的に、フェースバック層２４２０の厚さは一般的には約０．５ｍｍから約４ｍｍの間で良く、これによって、新たに薄くされた打撃フェース２４０２を支持するのに充分な構造上の堅固さを実現する。
【００７２】
図２４においては具体的に示されないけれども、一般的には、打撃フェース２４０２の内側背面のかなりの部分がフェース裏打ち層２４２０で被覆される必要があり、これは、より大きな割合で被覆することにより、フェース裏打ち層２４２０により付与できるより大きな構造支持と同一視できるようになるからである。１つの事例的な実施例において、フェース裏打ち層２４２０は打撃フェース２４０２の内側背面の約９０％より多くを被覆し、より好ましくは約９５％より多く、最も好ましくは、約１００％を被覆する。
【００７３】
最後に、ここで、フェース裏打ち層２４２０が一般的にはゴルフクラブヘッド２４００のクラウン部分およびソール部分へと伸びて入り、より良好な構造上の堅固さ、および接触表面を実現し、不必要な重量をさほど負荷することなく、フェース裏打ち層２４２０が、薄くされた打撃フェース２４０２を、より強固にできるようになすことに留意することは重要である。官庁部分の正確な距離は決定的ではないけれども、延長部２４５４の長さは一般的には約３．００ｍｍより大きくて良く、より好ましくは、約５．００ｍｍより大きく、最も好ましくは、約７．００ｍｍより大きくて良く、ただし、この発明の範囲および内容から逸脱しないものとする。延長部２４５４の長さは、クラウン部分またはソール部分へ完全に遷移するフェース裏打ち層２４２０の平面部分から測定されて良く、これにより延長部２４５４の長さを正確に決定できる。換言すれば、延長部２４５４の長さは、打撃フェース平面と実質的に直角な平面表面を形成するフェース裏打ち層２４２０の点から始まる。
【００７４】
上述した構造によれば、フェース裏打ち層２４２０の取り付けは、一般的にはブラダー成型プロセスを利用して達成できる。ブラダー成型プロセスは、固有の幾何形状を形成するための拡大可能ブラダーを用いて、複合材料をゴルフクラブヘッドの内側壁に取り付ける慣用的なプロセスである。より具体的には、ブラダー成型プロセスは、一般的には、膨張可能ブラダーを開口を介してゴルフクラブヘッド中に挿入するステップと、ブラダーの少なくとも一部がフェース裏打ち層をまで、ブラダーを膨張させるステップとを伴う。換言すれば、ブラダーが複合体フェース裏打ち層に充分な圧力を加え、もって、これがゴルフクラブヘッドの内部背面と対抗するように介在するようになす。さいごに、複合体フェース裏打ち層が慣用的なボンディングプロセスを通じて打撃フェースの内面に充分に固着されたら、ブラダーを収縮させて開口を介してゴルフクラブヘッドから取り出せるようにする。ブラダー成型プロセスのより多くの情報は、本出願人の出願に係る、米国特許第７，２８１，９９１号（Ｇｉｌｂｅｒｔ等）に見いだすことができ、その内容は参照してここに組み入れる。
【００７５】
添付図面の図２５は、この発明の代替的な実施例に従うゴルフクラブヘッド２５００の、図３の断面線Ａ−Ａ’に沿う分解断面を示し、これは、ゴルフクラブヘッド２５００のソール部分に開口２５５０を組み込んでいる。先の検討と同様に、開口２５５０は空洞の単一性シェル２５０１の部分を形成し、図２５に示すこの特殊なタイプの構造は、一般的には「ソールプル」造として知られており、これは、鋳造プロセスが、ゴルフクラブヘッド２５００のソール部分から引き出されて開口２５５０を形成するインサートを用いるからである。ただし、開口２５５０がゴルフクラブヘッド２５００のソール部分の近くにあるかぎり、開口２５５０はこの発明の範囲および内容から逸脱することなしに機械加工されてよい。上述と同様に、フェース裏打ち層２５２０はゴルフクラブヘッドの打撃フェース２５０２の内側背面に取り付けられて、薄くした打撃フェース２５０２を構造的に支持する。
【００７６】
添付図面の図２６は、この発明の代替的な実施例に従うゴルフクラブヘッド２６００の、図３の断面線Ａ−Ａ'に沿う分解断面を示し、これは、ゴルフクラブヘッド２６００のクラウン部分およびソール部分の双方に開口２６５０を組み込んでいる。ゴルフクラブヘッド２６００は、依然として、空洞の一体性シェル２６０１を用いて形成され、パネル２６５２がクラウンおよびソールの開口２６５０を被覆する。この事例的な実施例では、ブラダー成型プロセスに用いられるブラダーは、クラウン開口２６５０またはソール開口２６５０のいずれかから挿入されて、この発明の範囲および内容から逸脱することなしに、フェース裏打ち層２６２０を設置するための内部構造を提供する。
【００７７】
この発明の他の代替的な実施例において、ゴルフクラブヘッド２６００は、ゴルフクラブヘッド２６００の打撃フェース２６０２の部分にフェースカップ型の幾何形状を具備して形成されて良く、これによりブラダー成型が不要になる。ただし、フェース裏打ち層２６２０を形成しこれをフェースカップ幾何形状に取り付けるには、フェース裏打ち層２６２０に圧力を印加して、この発明の範囲および内容から逸脱することなしに、複合材料を安定化させて形成する必要がある。
【００７８】
最後に、図２７〜図３０は、図２６の円Ｂ内に示される、ゴルフクラブヘッドの打撃フェース部分の拡大断面を示し、ここでは、可変フェース幾何形状が形成されてスイートスポットの寸法を大きくできるようにしている。可変フェース幾何形状の利点に関して先の検討を繰り返さないけれども、可変フェース幾何形状が、実際に薄くされた打撃フェースの加えてフェース裏打ち層の双方における種々の厚さによって、実現できることに留意することは重要である。
【００７９】
図２７は、薄くされた打撃フェース２７０２の厚さとフェース裏打ち層２７２０の厚さとが一定に維持される、この発明の１実施例を示す。この具体的な幾何形状において、打撃フェースの曲げ弾性率を、フェース裏打ち層２７２０の複合遷移の弾性率を変えることによって変化させ、厚さを実際に調整することないしに当該変化を実現できる。
【００８０】
図２８はこの発明の他の実施例を示し、ここでは、薄くされた打撃フェース２８０２は一定の厚さとなっており、他おうフェース裏打ち層２８２０は可変厚さとなっている。究極的には、具体的な実施例が、ゴルフックラブヘッドの異なる部分で異なる曲げ弾性率を有するようになし、この発明の範囲および内容から逸脱することなく、ゴルフクラブヘッドのスイートスポットの寸法を改善する。
【００８１】
図２９は、この発明の他の実施例を示し、ここでは、薄くされた打撃フェース３００２が可変厚さを有し、フェース裏打ち層３０２０が一定の厚さを有し、これによって、フェース裏打ち層は、薄くされた打撃フェース２９０２の輪郭に沿って形状を変化させることができる。
【００８２】
図３０は、この発明の他の実施例を示し、ここでは、薄くされた打撃フェース３００２が可変厚さを有するけれども、フェース裏打ち層３０２０も可変厚さを有し、フェース裏打ち層３０２０の内側背面で厚さが一定になるものを構成する。
【００８３】
添付図面の図３１は、この発明の他の代替的な実施例に従うゴルフクラブヘッドの断面を示す。より具体的には、添付図面の図３１は、チタン金属材料から製造された打撃フェース３１０２を示し、他方、複合体フェースインサート３１２０の裏打ち部分は複合体積層材料から一般的には製造されて良く、ゴルフボールを打撃するゴルフクラブヘッドの大きな衝撃応力を支持する。複合体フェースインサート３１２０は、つぎに、ゴルフクラブヘッド３１００の後方本体部分に結合されて良く、多材料ゴルフクラブヘッド３１００を形成する。打撃フェース３１０２の返し部分の長さｄ９は、一般的には、約１５ｍｍより大きくて良く、より好ましくは約１７ｍｍより大きく、最も好ましくは約２０ｍｍより大きくて良く、もって、衝撃の応力が、異なる部分の間の結合部へと悪影響を伴って伝達されないようにする。
【００８４】
添付図面の図３２は、この発明の他の代替的な実施例を示し、ここでは、打撃フェース３２０２がチタン材料カバー３２０３に対する開口を有する。この実施例では、打撃フェース３２０２は一般的には鋳造チタンであって良く、他方、チタン材料カバー３２０３は鍛造チタンであって良い。打撃フェース３２０２の衝撃領域の近くに鍛造チタン材料カバー３２０３を具備することは望まれることであり、なぜならば、鍛造チタン材料は鋳造チタンと異なる性能特性を提供するからである。この実施例は、衝撃応力が打撃フェースに渡って等しく伝搬される必要がある状況において好ましいであろう。チタンカバー３２０３を有するので、打撃フェースの衝撃応力は、複合材料に悪影響を加えることなく、より等しく伝搬されていくことが可能になる。
【００８５】
添付図面の図３３はこの発明の他の代替的な実施例を示し、ここでは、チタン打撃フェース３３０２を裏打ちする複合フェースインサート３３２０が境界のあたりで打撃フェース３３０２を挟み込み、境界の強度を増強し、境界で高応力点をもたらす。
【００８６】
実施例の外に、または、とくにことわらない限りは、すべての数の範囲、量、値およびパーセンテージ例えば明細書中の材料の量、慣性モーメント、重心位置、ロフト、ドラフト角度、種々の性能比、その他に関するそのようなものは、値、量、または範囲とともに明瞭に「約」の用語が表示されていなくてもそのような用語「約」があるものとして認識することができる。したがって、そうでないと示されない限り、明細書および特許請求の範囲の数字のパラメータは近似であり、これはこの発明により実現されることがのぞまれる所望の特性に応じて変化する。特許請求の範囲の均等理論の適応を排除する意図はないが、少なくとも、各数量のパラメータは報告された実行桁数の下で理解され、通常の丸め手法により把握すべきである。
【００８７】
この発明の広い範囲を示す数量の範囲およびパラメータは近似であるけれども、明細書の例に示された数量の値はできる限り正確に報告されている。ただし、いずれの数量の値も、各実験の測定に見いだされる標準偏差に起因する必然的な誤差を内在する。さらに、種々のことがらについて数量の範囲が示される場合には、指摘した値の範囲で、それらを組み合わせたものが利用できることを理解されたい。
【００８８】
以上は、この発明の例示の実施例に関するものであり、以下の特許請求の範囲で示される発明の範囲および程度を逸脱することなく修正を行えることはもちろんであることに留意されたい。
【符号の説明】
【００８９】
２４００    ゴルフクラブヘッド
２４０１    空洞単一性シェル
２４０２    打撃フェース
２４２０    フェース裏打ち層
２４５０    開口
２４５２    パネル
２４５４    延長部
【図１】
2014223309.tif 000003
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年8月23日(2014.8.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴルフクラブヘッドであって、
第１の密度の第１の材料から製造され上記打ゴルフクラブヘッドの前方部分の近くに少なくとも１つの開口を形成する、空洞の単一性シェルと、
上記少なくとも１つの開口を被覆するように形成された少なくとも１つの複合層とを有し、
上記複合層の層間剪断強度が６０ＭＰａより大きいことを特徴とするゴルフクラブヘッド。
【請求項２】
ゴルフクラブヘッドであって、
第１の密度の第１の材料から製造され上記打ゴルフクラブヘッドの前方クラウン部分および前方ソール部分の近くに少なくとも１つの開口を形成する、空洞の単一性シェルと、
上記少なくとも１つの開口を被覆するように形成された少なくとも１つのパネルと、
第１の密度を有する第２の材料から製造され、上記ゴルフクラブヘッドの上記打撃フェースの内側背面に取り付けられる複合体フェース裏打ち層とを有し、
上記複合体フェース裏打ち層の層間剪断強度が６０ＭＰａから１４５ＭＰａの間であり、
上記複合体フェース裏打ち層は破壊歪み率が１．５％より大きく１０．０％より小さい材料から製造されるより大きいことを特徴とするゴルフクラブヘッド。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８８】
以上は、この発明の例示の実施例に関するものであり、以下の特許請求の範囲で示される発明の範囲および程度を逸脱することなく修正を行えることはもちろんであることに留意されたい。
以下、ここで説明した技術的説明についてまとめておく。
［技術的特徴１］
ゴルフクラブヘッドであって、
第１の密度の第１の材料から製造され上記打ゴルフクラブヘッドの前方部分の近くに少なくとも１つの開口を形成する、空洞の単一性シェルと、
上記少なくとも１つの開口を被覆するように形成された少なくとも１つの複合層とを有し、
上記複合層の層間剪断強度が約６０ＭＰａより大きいことを特徴とするゴルフクラブヘッド。
［技術的特徴２］
上記複合層の層間剪断強度が約７０ＭＰａより大きい技術的特徴１記載のゴルフクラブヘッド。
［技術的特徴３］
上記複合層の層間剪断強度が約７５ＭＰａより大きい技術的特徴２記載のゴルフクラブヘッド。
［技術的特徴４］
上記複合層の層間剪断強度が約６０ＭＰａから約１４５ＭＰａの間である技術的特徴１記載のゴルフクラブヘッド。
［技術的特徴５］
上記複合層の層間剪断強度が約７０ＭＰａから約１２５ＭＰａの間である技術的特徴４記載のゴルフクラブヘッド。
［技術的特徴６］
上記複合層の層間剪断強度が約７５ＭＰａから約１２０ＭＰａの間である技術的特徴５記載のゴルフクラブヘッド。
［技術的特徴７］
上記少なくとも１つの複合層の前方外部部分を包囲するように位置づけられた打撃フェース層をさらに有する技術的特徴１記載のゴルフクラブヘッド。
［技術的特徴８］
上記打撃フェース層は、長さが約１５ｍｍより長い返し部分を形成する技術的特徴７記載のゴルフクラブヘッド。
［技術的特徴９］
上記打撃フェース層は、長さが約１７ｍｍより長い返し部分を形成する技術的特徴８記載のゴルフクラブヘッド。
［技術的特徴１０］
上記打撃フェース層は、長さが約２０ｍｍより長い返し部分を形成する技術的特徴９記載のゴルフクラブヘッド。
［技術的特徴１１］
上記複合層は、上記打撃フェース層の内側背面に渡って可変厚さを具備する技術的特徴１記載のゴルフクラブヘッド。
［技術的特徴１２］
上記複合像は、破壊歪み率（ストレイン・ツー・フェイリュアー・パーセンテージ）が約１．５％より大きく約１０．０％より小さい材料から製造される技術的特徴１記載のゴルフクラブヘッド。
［技術的特徴１３］
上記複合像は、破壊歪み率が約２．０より大きく約８．０より小さい材料から製造される技術的特徴１２記載のゴルフクラブヘッド。
［技術的特徴１４］
上記複合像は、破壊歪み率が約２．５％である材料から製造される技術的特徴１３記載のゴルフクラブヘッド。
［技術的特徴１５］
ゴルフクラブヘッドであって、
第１の密度の第１の材料から製造され上記打ゴルフクラブヘッドの前方クラウン部分および前方ソール部分の近くに少なくとも１つの開口を形成する、空洞の単一性シェルと、
上記少なくとも１つの開口を被覆するように形成された少なくとも１つのパネルと、
第１の密度を有する第２の材料から製造され、上記ゴルフクラブヘッドの上記打撃フェースの内側背面に取り付けられる複合体フェース裏打ち層とを有し、
上記複合体フェース裏打ち層の層間剪断強度が約６０ＭＰａから約１４５ＭＰａの間であり、
上記複合体フェース裏打ち層は破壊歪み率が約１．５％より大きく約１０．０％より小さい材料から製造されるより大きいことを特徴とするゴルフクラブヘッド。
［技術的特徴１６］
上記ゴルフクラブヘッドの体積は約４００ｃｃより大きく約５００ｃｃより小さい技術的特徴１５記載のゴルフクラブヘッド。
［技術的特徴１７］
上記第２の密度は約１．７０ｇ／ｃｍ３より小さい技術的特徴１６記載のゴルフクラブヘッド。
［技術的特徴１８］
上記複合体フェース裏打ち層は上記少なくとも１つのパネルの内側波面の９０％を被覆する技術的特徴１５記載のゴルフクラブヘッド。
［技術的特徴１９］
上記複合体フェース裏打ち層の層間剪断強度は約７０ＭＰａから約１２５ＭＰａの間である技術的特徴１５記載のゴルフクラブヘッド。
［技術的特徴２０］
上記複合体フェース裏打ち層の層間剪断強度は約７５ＭＰａから約１２０ＭＰａの間である技術的特徴１９記載のゴルフクラブヘッド。
【外国語明細書】
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Ｃｌａｉｍｓ
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１．Ａｂｓｔｒａｃｔ
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２．Ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅ  Ｄｒａｗｉｎｇ
Ｆｉｇ．２４
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