(57)【要約】  相互に連結された強化構造（５０）とポリマー材料からなるマトリックス層（４０）を有するゴルフクラブヘッド（２０）が開示されている。マトリックス層（４０）はゴルフボールとインパクトする際、より大きな反発係数を与える。マトリックス層（４０）は、好ましくは、ゴルフクラブヘッド（２０）のボディ（２２）の前壁（３０）に形成された凹所内に配置される。相互に連結された強化構造（５０）は、好ましくは、相互に連結された六角形のセルからなる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クラウンと、ソールと、前面壁を有するボディであって、内部空洞を持ち、３００立法センチメータから５００立方センチメータの範囲の体積を持つボディと；
前記前面壁に配置されたマトリックス層であって、集積された強化構造を持つポリマー材料を有し、０．０１０インチから０．２５０インチの範囲の厚さを持つマトリックス層を有する、
ゴルフクラブヘッド。
【請求項２】
前記集積された強化構造は、アルミニウム、アラミドファイバー、ファイバーグラス、カーボン及びポリウレタンからなる群から選択される材料からなる請求項１に記載のゴルフクラブヘッド。
【請求項３】
前記強化構造は、各セルが０．０１０インチから０．２５０インチの範囲のセルサイズを持つ複数の連結されたセルである請求項１に記載のゴルフクラブヘッド。
【請求項４】
前記ボディはチタン合金からなり、前記前面壁は０．０３０インチから０．１５０インチの範囲の厚さを有する請求項１に記載のゴルフクラブヘッド。
【請求項５】
前記マトリックス層のポリマー材料は、熱可塑性ポリウレタン、ポリエーテルブロックコポリマー、ナイロン、ポリアミド及びポリプロピレンからなる群から選択される材料からなる請求項１に記載のゴルフクラブヘッド。
【請求項６】
前記マトリックス層は０．０８０インチから０．１２０インチの範囲の厚さを持つ請求項１に記載のゴルフクラブヘッド。
【請求項７】
ゴルフクラブヘッドのフェースが０．５７５のアスペクト比を持つ請求項１に記載のゴルフクラブヘッド。
【請求項８】
前記前面壁は複数の厚さの同心円的領域を持つ請求項１に記載のゴルフクラブヘッド。
【請求項９】
ゴルフクラブヘッドは０．８２から０．９３の範囲の反発係数を持つ請求項１に記載のゴルフクラブヘッド。
【請求項１０】
クラウンと、ソールと、前面壁を有するボディであって、内部空洞を持ち、３００立法センチメータから５００立方センチメータの範囲の体積を持ち、前記ボディはチタン合金からなり、前記前面壁は、０．０４０インチから０．２５０インチの範囲の深さを持つ凹所を有するボディと；
前記前面壁に配置されたマトリックス層であって、互いに連結された六角形のセルであって、各セルは０．０６２５インチから０．１００インチの範囲のセルサイズを持つセルからなる集積された強化構造を持つポリマー材料を有し、０．０４０インチから０．２５０インチの範囲の厚さを有するマトリックス層、
を有するゴルフクラブヘッド。
【請求項１１】
前記マトリックス層のポリマー材料は熱可塑性ポリウレタンである請求項１０に記載のゴルフクラブヘッド。
【請求項１２】
前記集積された強化構造はアルミニウム材料からなる請求項１０に記載のゴルフクラブヘッド。
【請求項１３】
前記集積された強化構造はフェノール残材料からなる請求項１０に記載のゴルフクラブヘッド。
【請求項１４】
前記ゴルフクラブヘッドは、ゴルフクラブヘッドの重心を通るＺ軸の回りの慣性モーメントＩｚｚ  が２７００ｇ−ｃｍ２から４０００ｇ−ｃｍ２の範囲である請求項１０に記載のゴルフクラブヘッド。
【請求項１５】
クラウンと、ソールと、前面壁を有するボディであって、内部空洞を持ち、３００立法センチメータから５００立方センチメータの範囲の体積を持ち、前記ボディはチタン合金からなり、前記前面壁は、０．０４０インチから０．２５０インチの範囲の深さを持つ凹所を有するボディと；
前記前面壁に配置されたマトリックス層であって、互いに連結された六角形のセルであって、各セルは０．０６２５インチから０．１００インチの範囲のセルサイズを持つセルからなる集積された強化構造を持つポリマー材料を有し、０．０４０インチから０．２５０インチの範囲の厚さを有するマトリックス層を有し、
前記ゴルフクラブヘッドは０．８２から０．９３の範囲の反発係数を持つウッドタイプのゴルフクラブヘッド。
【請求項１６】
クラウンと、ソールと、前面壁を有するボディであって、内部空洞を持ち、３００立法センチメータから５００立方センチメータの範囲の体積を持ち、前記ボディはチタン合金からなり、前記前面壁は、０．０４０インチから０．２５０インチの範囲の深さを持つ凹所を有するボディと；
前記前面壁に配置されたマトリックス層であって、互いに連結された六角形のセルであって、各セルは０．０６２５インチから０．１００インチの範囲のセルサイズを持つセルからなる集積された強化構造を持つポリマー材料を有し、０．０４０インチから０．２５０インチの範囲の厚さを有するマトリックス層を有し、
前記ゴルフクラブヘッドは、重心を通るＺ軸の回りの慣性モーメントＩｚｚ  が２７００ｇ−ｃｍ２から４０００ｇ−ｃｍ２の範囲である、ゴルフクラブヘッド。
【請求項１７】
金属材料からなり、凹所を有する前面壁を含むボディと；
前記前面壁の凹所に配置されるマトリックス層であって、強化構造と熱可塑性ポリウレタン材料を有し、前記強化構造は複数の集積されたセルを形成する複数の集積された壁を含み、前記熱可塑性ポリウレタン材料は前記強化構造の複数の集積されたセルを実質的に埋めているマトリックス層とを有する、
ゴルフクラブヘッド。
【請求項１８】
前記ゴルフクラブヘッドはパタータイプのゴルフクラブヘッドである請求項１７に記載のゴルフクラブヘッド。
【請求項１９】
クラブヘッドはアイアンタイプのゴルフクラブヘッドである請求項１７に記載のゴルフクラブヘッド。
【請求項２０】
クラブヘッドはウッドタイプのゴルフクラブヘッドである請求項１７に記載のゴルフクラブヘッド。
【請求項２１】
ボディの前面壁の凹所は、０．０４０インチから０．２５０インチの深さを有し、マトリックス層は０．０４０インチから０．２５０インチの厚みを有する請求項１７に記載のゴルフクラブヘッド。
【請求項２２】
強化構造は、アルミニウム、アラミドファイバー、ファイバーグラス、カーボン及びポリウレタンからなる群より選択される材料からなる請求項１７に記載のゴルフクラブヘッド。
【請求項２３】
強化構造は六角形のグリッド形状をなす請求項１７に記載のゴルフクラブヘッド。
【請求項２４】
各集積されたセルは０．０１０インチから０．２５０インチのセルサイズを有する請求項１７に記載のゴルフクラブヘッド。
【請求項２５】
強化構造の各集積された壁は０．０００５インチから０．０１インチの厚さを有する請求項１７に記載のゴルフクラブヘッド。
【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に関する。本発明は、特に、ポリマーフェースを持つゴルフクラブヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
ゴルフクラブの材料、構造及び性能における革新は種々の新しい製品をもたらした。構造材としての材料の出現はウッドタイプのゴルフクラブヘッドのための天然の木材を大きく置き換え、ゴルフ産業における大きな変革をもたらした技術革新の一つの例となっている。このような大きな変化に関して、ゴルフクラブの性能において劇的な結果をもたらしたより小さい規模の技術の改良も存在する。例えば、ゴルフクラブヘッドの構成要素を構成する金属はゴルフクラブヘッドの位置に応じて明確な条件が必要とされる。ゴルフクラブヘッドのソール、即ち底部は地面と接触するために高い摩擦力に対する耐久性を持つ必要がある。クラウン、即ち頂部は重心を低くするために軽量である必要がある。ゴルフクラブヘッドの前部、即ちフェースはゴルフボールとの衝撃の繰り返しに耐え得る高い強度と耐久性を示す必要がある。フェースに使用するものとして種々の金属と複合材が知られているが、伝統的なフェースの構造と材料の使用からいくつかの問題が生じている。更に、インパクトの間のゴルフクラブヘッドとゴルフボールとの間の材料の相互作用はゴルフクラブの性能に対して重要な要素となる。
【０００３】
ゴルフボールは、代表的には、ゴムのようなコアを囲む薄いポリマーのシェル、即ち、アイオノマーのようなカバー材料を持つコア−シェル組合せからなる。これらのポリマー材料は、歪み（負荷）、インプット周波数（小さい線形歪みの時間的依存度）、歪み率（大きな非線形歪みを含む負荷の時間に対する率）、及び温度に依存する、圧縮と剪断及び固さと強度特性を示す。ポリマー材料の圧縮及び剪断特性は測定され、保存係数（Ｅ’，  Ｇ’）と損失係数（Ｅ’’，  Ｇ’’）の関係により分類される。保存係数（Ｅ’，  Ｇ’）は、夫々、完全な負荷サイクルの期間に保存された圧縮及び剪断エネルギーを表している。外見上の静的負荷については、よく知られたヤング係数（Ｅ’＝Ｅ）と剪断係数（Ｇ’＝Ｇ＝Ｅ／（２（１＋ν），  （ν）は材料のポアソン率）に等しい。多くのポリマーについては、保存係数は、歪み、インプット周波数と歪み率が増加すると顕著に増加する。例えば、低速のゴルフボールのインパクトでは代表的な保存係数は、（５０−１００°Ｆ）の温度範囲で、Ｅ’ｂａｌｌ＝４５０−６，０００ｌｂ／ｉｎ２  及びＧ’ｂａｌｌ＝１５０−２，０００ｌｂ／ｉｎ２  である。（５０−１００°Ｆ）の温度範囲での高速のインパクトでは、Ｅ’ｂａｌｌ＝９，０００−５０，０００ｌｂ／ｉｎ２  及びＧ’ｂａｌｌ  ＝３，０００−１６，５００ｌｂ／ｉｎ２  である。低速のインパクトは代表的にはパッティングストローク又は柔らかいピッチショットであり、高速のインパクトは代表的にはアイアン又はウッドのゴルフスイングである。
【０００４】
損失係数（Ｅ’’，  Ｇ’’）は、サイクルの間に損失する圧縮及び剪断エネルギーを表す。多くのポリマーでは、損失係数は、歪み、入力周波数、歪み率と共に顕著に増加するが、増加率は前述の保存係数とは非常に異なることがある。最後に、与えられた歪み、歪み率、又は温度における損失係数の大きさは、典型的には、保存係数より０．００５−２．０倍変化する。
【０００５】
圧縮及び剪断の損失（減衰）係数（ηＥ，  ηＧ  ）又は損失角（δＥ，  δＧ）は通常は対応する係数の比により定義される。
【０００６】
ηＥ＝ＴａｎδＥ＝Ｅ”／Ｅ’，  ηＧ＝ＴａｎδＧ＝Ｇ”／Ｇ’
これらの損失係数は材料の減衰能力（エネルギー損失メカニズム）の重要な測定値である。ボールタイプの材料の大部分では、
（外）
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で、０．００５（低エネルギ損失）から２．０（高エネルギ損失）の範囲の大きさとなり、この大きさは、明らかに、ポリマーの組成、歪み、入力周波数、歪み率及び温度に依存する。比較として、ゴルフクラブヘッドの金属フェースにおける損失係数（エネルギー損失メカニズム）はゴルフボールより１０−１００倍小さい。ガラス遷移領域以下で作用する大部分の弾性ポリマーについて、ポアッソン比は（ν＝０．４−０．５）とかなり一致するが、ガラス遷移領域以上での硬いポリマーでは（ν＝０．３−０．３３）である。
【０００７】
したがって、ゴルフボールとゴルフクラブヘッドの間でのインパクトの間、インパクトエネルギーかなりの部分が、変形が低い金属クラブフェースの小さな変形（０．０２５−０．０５０）に対して、大きな変形（０．０５−０．５０インチ）と大きく変形するゴルフボールの材料の変形率の結果として失われる。このインパクトエネルギーの大部分は、変形、変形率、及びエネルギー損失メカニズムの大きさがゴルフクラブヘッドのフェースよりゴルフボールの方が大きいため、ゴルフボール内で失われる。
【０００８】
ゴルフクラブヘッドのフェースへの硬いポリマーの使用は、伝統的な自然のウッドのゴルフクラブヘッドの構造を示すものであり、この場合、ゴルフクラブのフェースの中央に硬いインサート材料が配置され、２以上の異なる要素間で正確な嵌め合わせが必要とされる。硬いインサートはゴルフクラブヘッドの凹部内に嵌合させるために厳密な許容誤差で製造されなければならず、また、高い表面硬度はゴルフボールのゴルフクラブとのインパクトでの間のエネルギーの伝達における効率がより悪くなる。均一なフェースの構造は製造がより簡単となるが、フェース構造を形成する単一の材料の固有の特性に制約される。本発明は、一方で製造を簡単にしつつ、インパクトの間により効率的なエネルギーの伝達を達成するものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
メタルドライバーのフェース上へポリマーのコーティング又は層を使用することは、ポリマー層との順応性を通してドライバーの反発係数（“ＣＯＲ”）と耐久性を増すということを実証されてきた。しかしながら、ロフトのあるドライバーを使用する場合のように、フェースに対して垂直でない角度でゴルフボールがフェースにインパクトするときは、ポリマーコーティングの剪断変形が、ポリマーコーティングによって与えられるＣＯＲの利点を減じ、又は失わせるエネルギー損失を生むこととなる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
発明の概要
本発明は、ポリマーでコートされた、即ちポリマー層を持つフェースにゴルフボールが垂直でない角度でインパクトする間におけるポリマー層の剪断変形に対する解決を提供するものである。本発明はフェース上に配置されたマトリックス層を持つゴルフクラブヘッドである。このマトリックスは、好ましくは、強化構造とポリマー材料からなる。強化構造はゴルフクラブヘッドのフェースがゴルフボールとインパクトする間のポリマー材料の剪断変形を減少又は抑制する。この強化構造は、また、ゴルフクラブヘッドのフェースがゴルフボールとインパクトする間、ポリマー材料の通常の順応性に影響を与えることなくポリマー材料の剪断変形を減少させ、又は抑制し、その結果、より大きな反発係数と耐久性を持つゴルフクラブヘッドをもたらす。
【００１１】
本発明の一つの態様は、ウッドタイプのゴルフクラブヘッドのボディの前面壁上に配置されたマトリックス層を持ウッドタイプのゴルフクラブヘッドである。このマトリックス層は、好ましくは、強化構造とポリマー材料から構成される。
【００１２】
本発明の他の態様は、アイアンタイプのゴルフクラブヘッドの前面壁上に配置されたマトリックス層を持つアイアンタイプのゴルフクラブヘッドである。このマトリックス層は、好ましくは、強化構造とポリマー材料から構成される。
【００１３】
本発明の更なる他の態様は、パタータイプゴルフクラブヘッドの前面壁上に配置されるマトリックス層を持つパタータイプのゴルフクラブヘッドである。このマトリックス層は、好ましくは、強化構造とポリマー材料である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１−１０に示されるように、本発明のゴルフクラブヘッドは全体を２０で示される。図１−１０のゴルフクラブヘッドはドライバーであるが、本発明のゴルフクラブヘッドは、これとは別に、フェアウェイウッド、アイアン又はパターであってもよい。ゴルフクラブヘッド２０は好ましくはチタン、チタン合金などのような金属材料からなり、最も好ましくは鋳造チタン合金からなるボディ２２を持つ。ボディ２２は、好ましくは、よく知られたロスとワックス鋳造法における溶融金属で鋳造される。鋳造のための金属は、好ましくは、チタン又は６−４チタン、アルファ−ベータチタン合金、又は鍛造用ベータチタン合金、及び鋳造用６−４チタン合金などのチタン合金である。これとは別に、ボディ２２は１７−４スチールで造ることもできる。ボディ２２を製造するための他の方法は、金属の平坦なシートからの超−可塑形成法、金属固形ブロックからの機械加工、鍛造プリフォームからの電気的切削加工、遠心鋳造を使用する鋳造、浮揚鋳造を使用する鋳造、その他の製造方法を含む。
【００１５】
ゴルフクラブヘッド２０は、ドライバーとして設計する場合は、好ましくは、２００立方センチメータから６００立方センチメータ、より好ましくは、３００立方センチメータから４５０立方センチメータ、最も好ましくは、４２０立方センチメータの体積を有する。鋳造チタニウム合金からなるドライバー用のゴルフクラブヘッド２０は、最も好ましくは、３８０立方センチメータの体積を持つ。ゴルフクラブヘッド２０の体積はフェアウェイウッドの間（好ましくは３−ウッドから１１ウッドまで）ではドライバーより小さい体積で変わる。
【００１６】
ゴルフクラブヘッド２０は、ドライバーとして設計される場合は、好ましくは質量は２１５グラムより大きくなく最も好ましくは１８０グラムから２１５グラムである。ゴルフクラブヘッド２０がフェアウェイウッドとして設計される場合は、ゴルフクラブヘッドは、好ましくは、１３５グラムから１８０グラム、より好ましくは１４０グラムから１６５グラムである。
【００１７】
ボディ２２はクラウン２４，ソール２６，リボン２８，及び前面壁３０を有する。ボディ２２は、選択的に、前面壁３０に凹所３２を持つ。凹所３２は、図４に示されるように、０．０４０インチから０．２５０インチ、より好ましくは０．０８０インチから０．１２０インチ、最も好ましくは０．１００インチの深さ“Ｄｒ”  を持つ。ボディ２２は、好ましくは、中空内部４７を有する。ゴルフクラブヘッド２０はヒールエンド３６，トオエンド３８，及びアフトエンド３７を持つ。図示されないシャフトがヒールエンド３６のホーゼル４９内に配置される。好ましい実施例では、ホーゼル４９はボディ２２の内部にあり、シャフトはソール２６にまで延びている。
【００１８】
ゴルフクラブヘッド２０はボディ２２の前面壁３０上に設けられるマトリックス層４０を有している。好ましい実施例においては、マトリックス層４０は前面壁３０に形成されている凹所３２配置されるインサートである。図１３に示された他の実施例においては、マトリックス層４０は前面壁３０の外側表面に配置される。マトリックス層４０は、好ましくは、強化構造５０及びポリマー材料５２からなる。図２に示されるように、マトリックス層５０は、好ましくは２．０インチから４．０インチの範囲の幅Ｗｍを有する。好ましい実施例では、マトリックス層４０は０．０４０インチから０．２５０インチの範囲、より好ましくは０．０８０インチから０．１２０インチ、最も好ましくは０．１００インチの均一の厚さを持つ。
【００１９】
マトリックス層５０のポリマー材料５２は、好ましくは、熱可塑性ポリウレタン材料である。
【００２０】
マトリックス層５０に  使用されるポリマー材料は、Ｂａｙｅｒ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ  からＴＥＸＩＮ  ４２１５，  ＴＥＸＩＮ  ４２１ｏ，  ＴＥＸＩＮ  ２７０，  ＴＥＸＩＮ  ４２１０Ｔ２，  ＴＥＸＩＮ  ２７０Ｔ２，，  ＴＥＸＩＮ  ４２１５  及びＴＥＸＩＮ  ４２１５Ｔ３  のようなＴＥＸＩＮ  ブランドで販売されている熱可塑性ポリウレタン及び熱可塑性ポリウレタンとポリカーボネートのブレンドである、ポリマー；ＢＡＳＥ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ  からの、ＡＢＳ  ポリマーであるＴＥＲＬＵＲＡＮ  ＥＧＰ−７，  ＴＥＲＬＵＲＡＮ  ＨＩ−１０，  ＴＥＲＬＵＲＡＮ  ＧＰ−２２，  ＡＢＳ  とポリアミドのブレンドであるＴＥＲＬＵＲＡＮ  Ａ３ＨＧ５，  ＴＥＲＬＵＲＡＮ  ７７８Ｔ１，  ＴＥＲＬＵＲＡＮ７７８Ｔ／ＴＥＴ２  及びＡＢＳ  とポリアミドのブレンドであるＴＲＡＸ１１２０；Ｄｕ  Ｐｏｎｔ  Ｃｈｅｍｉｃａｌからの  ＨＹＴＲＥＬ  ７２４６  熱可塑性ポリエステルエラストマー、ＨＹＬＥＮＥ  ５８Ｄ  ポリマー、ＳＵＲＬＹＮ  アイオノマーのようなポリマー；ＧＥ  からのＮＯＲＹＬ  ＰＰＸ／ＰＰＸ７１１５  ポリフェニレン  エーテルとポリスチレンのブレンド、ＬＥＸＡＮ  ＥＸＬ  １３３０Ｔ２，  ＬＥＸＡＮ  ＭＬ  ６１４３／Ｃ１０００，アモルファス熱可塑性ポリマーである  ＬＥＸＡＮ  １３３０／ＭＬ６１４３，  ＬＥＸＡＮ  ＭＬ６１４３Ｈ及びＬＥＸＡＮ  １３３０、ＡＢＳ  とポリカーボネートのブレンドであるＣＹＣＯＬＹ  Ｃ１０００ＨＦＴ１，  ＣＹＣＯＬＹ  Ｃ１０００ＨＦＴ２，  ＣＹＣＯＬＹ  Ｃ１０００ＨＦ  Ｔ３，  ＣＹＣＯＬＹ  Ｃ１０００ＨＦ  Ｔ４  及びＣＹＣＯＬＹ  Ｃ１０００ＨＦ  Ｔ５のようなポリマー；Ａｔｏｆｉｎａ  会社  からＡＴＯＦＩＮＡ  ３４２９，  ＡＴＯＦＩＮＡ  ３４６７及びＡＴＯＦＩＮＡ  ７８２３  ＭＺ  で販売されているポリマー；ＢＰ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  からＢＡＲＥＸ  ２１０  のブランドで販売されているＥ  アクリルオニトリル−メチル  アクリルレート  コポリマーであるポリマー；Ｃｈｅｖｒｏｎ  会社からＢＫ−１２，  ＢＫ０３  及びＢＫ１０／ＮＡＳ９０  ブレンドのブランドで販売されているポリマー；Ｅｘｘｏｎ  Ｍｏｂｉｌ  化学からＰＰ１０２４Ｅ４，  ＰＰ１０４３Ｎ，  ＰＰ７０３３Ｎ，  ＰＰ７０３２Ｅ２Ｔ１，  ＰＰ７０３２ＫＮ  及びＰＰ７０３２Ｅ２Ｔ２  のブランドで販売されているポリマー；Ｈｕｎｔｓｍａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  からＩＲＯＧＲＡＮ  １１３５５７のブランで販売されているポリマー；ＲＴＰ  会社から１２９９−Ａ  ８０Ｄ  ｗ／ｇｌａｓｓ、ガラス無し１２９９−Ｂ  ８０Ｄ，  ＲＴＰ  ４０８５  及びｎａｎｏを伴うＮｙｌｏｎ  ６    のブランドで販売されているポリマー；Ｕｎｉｒｏｙａｌ  からＡＮ２５０１７５０  ｂｌｅｎｄ  Ｔ１，  ＡＮ２５０１７５０  ｂｌｅｎｄ  Ｔ２  及びＬＦ７５０Ｄ  のブランドで販売されているポリマーを含む。
【００２１】
ポリマー材料５２は強化構造の周囲に好ましくは注入成形又は加圧成型により形成される。しかしながら、当業者であれば、強化構造５０とポリマー材料との組合せに他の統合した方法が本発明の範囲と精神を離れない範囲において使用できることは認識できるであろう。マトリックス層４０はゴルフクラブヘッド２０の前面壁３０に適用される。一つの利用方法は、マトリックス層４０の内面を凹所３２内の前面壁３０の外面に接着させるために接着剤を使用することである。他の方法は、マトリックス層４０を凹所３２内に対して圧縮力を使用することである。更に他の方法は、マトリックス層４０を凹所３２内にボルトを使用して固定することである。更に他の方法は、マトリックス層４０を凹所３２内に形成することである。しかしながら、当業者であれば、マトリックス層４０をゴルフクラブヘッド２０の前面壁上に配置するための他の方法を本発明の範囲と精神を離れない範囲で認識できるであろう。
【００２２】
強化構造５０は好ましくはアルミニウム、アラミドファイバー、ファイバーグラス、カーボン又は硬質ポリウレタン材料からなり、これらの強化構造は、カリフォルニア、プレザントンのＨｅｘｃｅｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ  からＨＥＸＣＥＬ  ＣＯＭＰＯＳＩＴＥＳ  のブランドで入手できる。強化構造５０は好ましくは複数の連結したセルであり、各セル５１は、好ましくは、０．０１０インチから０．３７５インチ、より好ましくは０．０６２５インチから０．１２５インチの範囲のサイズを有する。各セル５１は好ましくは集積された壁５３により形成される。図５に示されるように、強化構造５０は好ましくはマトリックス層４０の深さ“Ｄｍ”  全体に沿って延びる深さを持つ。他の実施例においては、強化構造はマトリックス層４０の深さの一部、マトリックス層４０の深さの２５％から７５％の範囲で延びる深さを有する。図５に示されるように、強化構造５０の各壁５３は好ましくは０．０００５インチから０．０１インチ、より好ましくは０．００１インチから０．００５インチの範囲、最も好ましくは０．００２インチの厚み“Ｔｒ”  を持つ。
【００２３】
図４Ａ及び５Ａに示された他の実施例において、外側層４１がマトリックス層４０を覆う。外側層４１はゴルフボールとのインパクトの間、マトリックス層４０の付加的な保護を与える。外側層はいずれの前述のポリマー材料から形成される。更に、外側層４１は好ましくは０．００５インチから０．１００インチの範囲の厚さを持つ。最も好ましい実施例においては、外側層４１はマトリックス層４０のポリマー材料と同じ材料からなる。
【００２４】
図１Ａ及び１Ｂに示されるように、マトリックス層４０の他の実施例はマトリックス層４０の一部においてのみ存在する強化構造５０を有している。図１Ａにおいて、強化構造は、インパクトの確率が最も高い位置にしたがってゴルフクラブヘッド２０のフェースの中心にのみ配置されている。図１Ｂにおいては、強化構造はゴルフクラブヘッド２０のフェース４５の中心から除かれている。図１１及び図１２は強化構造５０の種々のグリッドの形態を示している。図１１は矩形のグリッド形態を持ち、図１２は三角形のグリッド形態を持つ。好ましい実施例は、図１に示すように、六角形のグリッド形態を持つ。当業者であれば、本発明の範囲と精神を離れない範囲において、マトリックス層４０の強化構造５０のために種々のグリッド形態が使用できることがわかるであろう。
【００２５】
図６に示されるように、前面壁３０ａ上にポリマー層５２ａを持つロフトのあるドライバーはゴルフボールとのインパクトにより、正常のストレスσ０よりτ０の剪断応力を受ける。この剪断応力はポリマー層５２ａに剪断変形を与え、これにより、ポリマーそう５２ａの正常な適合に悪影響を与え、ポリマー層５２ａによるＣＯＲの増加を減少させる。本発明によるマトリックス層４０の強化構造５０はポリマー層５２ａの剪断応力を減少又は抑制し、これにより、ＣＯＲと耐久性を増加させる。
【００２６】
ウッドタイプのゴルフクラブヘッド２０は、本発明によるゴルフクラブヘッドにより打たれたゴルフボールがより飛距離を大きくできるように、高い反発係数を持つことが好ましい。反発係数（“ＣＯＲ”と称される）は下記の式により定まる：
ｅ＝（ν２−ν１）／（Ｕ１−Ｕ２）
ここで、Ｕ１はインパクト前のクラブヘッドの速度；Ｕ２はインパクト前のゴルフボールの速度で、ここではゼロ；ν１はクラブヘッドのフェースからからゴルフボールが離れた直後のクラブヘッドの速度；ν２はクラブヘッドのフェースからからゴルフボールが離れた直後のゴルフボール速度；ｅはゴルフボールとクラブヘッドの間の反発係数である。
【００２７】
ｅの値は、エネルギーが加えられないシステムでは、ゼロと１．０の間に限られる。やわらかい粘土やパテのようなものでは、反発係数ｅはゼロで、他方、変形の結果のエネルギー損失がゼロである完全弾性体では１．０となる。本発明は、標準ＵＳＧＡテスト条件の下で好ましくは、０．８０から０．８７の範囲、より好ましくは０．８２から０．８６の範囲の反発係数を持つウッドタイプのゴルフクラブヘッド２０を提供するものである。
【００２８】
図３に示されるように、全面壁３０からアフト−エンド３７までのクラブヘッドの深さ“Ｄ”  は、好ましくは、３．０インチから４．５インチの範囲で、最も好ましくは、３，７５インチである。図２に示されるように、アドレスしたときの状態で測定されるクラブヘッド２０の高さ“Ｈ”  は、好ましくは、２．０インチから３．５インチの範囲で、最も好ましくは、２．５０インチ又は２．９インチである。トオエンド３８からヒールエンド３６までのクラブヘッド２０の幅“Ｗ”  は、好ましくは、４．０インチから５．０インチの範囲、最も好ましくは４．７インチである。
【００２９】
ゴルフクラブヘッド２０のフェース４５は大きいアスペクト比を持つことが好ましい。ここでのアスペクト比は、フェース４５の高さ“Ｈ”  をフェース４５の幅“Ｗ”  で割った値として定義される。幅“Ｗ”  は、ヒールルンド３６からトオエンド３８までのフェース４５の最端までの間で測られる。測定される幅Ｗは、クラブヘッド２０の前方にあり、フェース４５ではない、ボディ２２のいかなる部分をも含まない。フェース４５は全面壁３０とマトリックス層４０を含む。高さＨ  は、クラウン２４からソール２６までのフェース４５の最端部までが測定される。幅Ｗと共に、高さＨは、クラブヘッド２０の前方にありフェースでない部分のボディ２２のいかなる部分も含まない。
【００３０】
ひとつの実施例では、Ｗは３．３５インチ、Ｈは２．０インチでアスペクト比が０．６である。ゴルフクラブヘッド２０のフェース４５は、好ましくは、０．５７５より大きいアスペクト比を持つ。フェース４５のアスペクト比は、好ましくは、０．５７５から０．８、最も好ましくは０．６から０．７である。ゴルフクラブヘッドのアスペクト比の議論は、Ｋｏｓｍａｔｋａ  の米国特許第６，３３８，６８３号「ゴルフクラブヘッドの打撃プレート」に開示されている。
【００３１】
一般的に、ゴルフクラブヘッド２０のＺ軸の回りの慣性モーメントＩｚｚは、好ましくは、２７００ｇ−ｃｍ２から４０００ｇ−ｃｍ２、より好ましくは３０００ｇ−ｃｍ２から３８００ｇ−ｃｍ２である。ゴルフクラブヘッド２０のＹ．軸の回りの慣性モーメントＩｙｙは、好ましくは、１５００ｇ−ｃｍ２から３５００ｇ−ｃｍ２である。
【００３２】
更に、ゴルフクラブヘッド２０は、ゴルフクラブヘッド２０の慣性モーメントの積、Ｉｘｙ，  Ｉｘｚ，  Ｉｙｚ  の少なくとも一つの絶対値が１００ｇ−ｃｍ２より小さく、より好ましくは、ゴルフクラブヘッド２０の２又は３の慣性モーメントの積、Ｉｘｙ，  Ｉｘｚ，  Ｉｙｚ  が絶対値１００ｇ−ｃｍ２より小さい値を持つ慣性モーメントの優れた積を持つ。慣性モーメントの積に関する議論は、Ｃａｃｋｅｔｔ  他の米国特許第６，４２５，８３２号「高い慣性モーメントを持つ大体積ドライバーヘッド」に開示されている。
【００３３】
図１４−２５に示されるように、本発明の他の実施例は、パタータイプのゴルフクラブヘッド２０の前部壁３０の凹所３２内に配置されたマトリックス層４０を持つパタータイプのゴルフクラブヘッド２０である。
【００３４】
このパタータイプのゴルフクラブヘッド２０は、凹所２３をその中に持つ前面壁３０を有するボディ２２を持っている。マトリックス層４０はパタータイプゴルフクラブヘッド２０のヒールエンド３６からパタータイプゴルフクラブヘッド２０のトオエンドまでと、ソール２６からクラウン２４までの、前面壁３０の大部分にわたって延びている。
【００３５】
パタータイプゴルフクラブヘッド２０のボディ２２は、好ましくは、ステンレススチールのような金属材料からなる。他の材料は、チタン、アルミニウム、タングステン、亜鉛、マグネシウム、ステンレススチールとタングステンの合金を含む。しかしながら、当業者であれば、ボディ２２は、本発明の範囲と精神を離れない範囲において他の材料で造ることができることを理解するであろう。更に、前面壁３０のマトリックス層でない部分はスムーズ又は織目が付けられ、均質または非均質な表面とされる。更に、ボディ２２は特別に重りが付与されて特定の位置に重心を置くと共にパタータイプのゴルフクラブヘッド２０の慣性特性を与えている。好ましい実施例においては、各パタータイプのゴルフクラブヘッド２０は略３２８グラム±７グラムである。更に、好ましい実施例においては、各パタータイプゴルフクラブヘッド２０の凹所３２は、略０．２０５インチ±０．０１０インチの深さを有する。
【００３６】
図１４―１７はセミ−マレットパタータイプのゴルフクラブヘッド２０を示し、図１８−２１はフランジドブレードパターを示す。図１４−２１のパタータイプゴルフクラブヘッド２０のより詳細な説明は、ここに参照として組み入れられる２００１年５月２９日に発行された米国特許第６，２３８，３０２号に記載されている。図２２−２５は、２００２年１０月２２日に発行された米国特許第６，４７１，６００号に開示されているような照準システムを備えた拡大されたマレットタイプパターゴルフクラブヘッド２０を示している。
【００３７】
図２６−２７に示されるように、本発明の他の実施例はアイアンタイプゴルフクラブヘッド２０のボディ２２の前面壁３０に形成された凹所３２内に配置されたマトリックス層４０を持つアイアンタイプゴルフクラブヘッド２０と、図２７に示されるように、マトリックス層４０はアイアンタイプのゴルフクラブヘッド２０のボディ２２の前面壁に接着される。
【００３８】
図２６に示されるように、アイアンタイプのゴルフクラブヘッド２０は凹所３２を持つ前面壁３０を有するボディ２２を有している。マトリックス層４０は、凹所３２内に配置され、好ましくは、ゴルフクラブヘッド２０のヒールエンド３６からゴルフクラブヘッド２０のトオエンドまでの大部分に延び、また、ソール２６からクラウン（頂部壁）２４まで延びる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】図１はマトリックス層を持つウッドタイプのゴルフクラブヘッドの正面図である。
【図１Ａ】他のマトリックス層を持つウッドタイプのゴルフクラブヘッドの正面図である。
【図１Ｂ】他のマトリックス層を持つウッドタイプのゴルフクラブヘッドの正面図である。
【図２】高さと幅の寸法を示すウッドタイプのゴルフクラブヘッドの正面図である。
【図３】図１のウッドタイプゴルフクラブヘッドの平面図である。
【図４】図１のウッドタイプゴルフクラブヘッドの図３における線４−４の断面図である。
【図４Ａ】他の実施例のウッドタイプゴルフクラブヘッドの断面図である。
【図５】前面壁マトリックス層の部分拡大図である。
【図５Ａ】図４Ａの他の実施例の部分拡大図である。
【図６】ゴルフボールとのインパクトの間の剪断変形を示すためのロフトのあるドライバーの前面壁上に配置された従来技術のポリマー層の部分拡大図である。
【図７】図１のウッドタイプのゴルフクラブヘッドのヒール側からみた図である。
【図８】図１のウッドタイプのゴルフクラブヘッドのトオ側からみた図である。
【図９】図１のウッドタイプのゴルフクラブヘッドの底部側からみた図である。
【図１０】図１のウッドタイプのゴルフクラブヘッドの底部側から見た斜視図である。
【図１１】マトリックス層の他の実施例を示す図である。
【図１２】マトリックス層の他の実施例を示す図である。
【図１３】マトリックス層を持つウッドタイプのゴルフクラブヘッドの他の実施例の断面図である。
【図１４】マトリックス層を持つパタータイプのゴルフクラブヘッドの正面図である。
【図１５】図１４のパタータイプのゴルフクラブヘッドのトオ側から見た図である。
【図１６】図１４のパタータイプのゴルフクラブヘッドの背面斜視図である。
【図１７】図１４のパタータイプのゴルフクラブヘッドの平面図である。
【図１８】マトリックス層を持つ他のパタータイプのゴルフクラブヘッドの正面図である。
【図１９】図１８のパタータイプのゴルフクラブヘッドの背面斜視図である。
【図２０】図１８のパタータイプのゴルフクラブヘッドの線２０−２０の断面図である。
【図２１】図１８のパタータイプのゴルフクラブヘッドの平面図である。
【図２２】マトリックス層を持つパタータイプのゴルフクラブヘッドの平面図である。
【図２３】図２２のパタータイプのゴルフクラブヘッドの平面斜視図である。
【図２４】図２２のパタータイプのゴルフクラブヘッドの平面図である。
【図２５】図２２のパタータイプのゴルフクラブヘッドの底面図である。
【図２６】マトリックス層を持つアイアンタイプのゴルフクラブヘッドの正面図である。
【図２７】マトリックスを持つ他のアイアンタイプのゴルフクラブヘッドの断面図である。
【図１】
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【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図４Ａ】
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【図５】
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【図５Ａ】
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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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【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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【手続補正書】
【提出日】平成19年4月17日(2007.4.17)
【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】
クラウンと、ソールと、前面壁を有するボディであって、内部空洞を持ち、３００立法センチメータから５００立方センチメータの範囲の体積を持ち、前記ボディはチタン合金からなり、前記前面壁は、０．０４０インチから０．２５０インチの範囲の深さを持つ凹所を有するボディと；
前記前面壁に配置されたマトリックス層であって、互いに連結された六角形のセルであって、各セルは０．０６２５インチから０．１００インチの範囲のセルサイズを持つセルからなる集積された強化構造を持つポリマー材料を有し、０．０４０インチから０．２５０インチの範囲の厚さを有するマトリックス層、
を有するゴルフクラブヘッド。
【請求項２】
クラウンと、ソールと、前面壁を有するボディであって、内部空洞を持ち、３００立法センチメータから５００立方センチメータの範囲の体積を持ち、前記ボディはチタン合金からなり、前記前面壁は、０．０４０インチから０．２５０インチの範囲の深さを持つ凹所を有するボディと；
前記前面壁に配置されたマトリックス層であって、互いに連結された六角形のセルであって、各セルは０．０６２５インチから０．１００インチの範囲のセルサイズを持つセルからなる集積された強化構造を持つポリマー材料を有し、０．０４０インチから０．２５０インチの範囲の厚さを有するマトリックス層を有し、
前記ゴルフヘッドは０．８２から０．９３の範囲の反発係数を持つウッドタイプのゴルフクラブヘッド。
【請求項３】
クラウンと、ソールと、前面壁を有するボディであって、内部空洞を持ち、３００立法センチメータから５００立方センチメータの範囲の体積を持ち、前記ボディはチタン合金からなり、前記前面壁は、０．０４０インチから０．２５０インチの範囲の深さを持つ凹所を有するボディと；
前記前面壁に配置されたマトリックス層であって、互いに連結された六角形のセルであって、各セルは０．０６２５インチから０．１００インチの範囲のセルサイズを持つセルからなる集積された強化構造を持つポリマー材料を有し、０．０４０インチから０．２５０インチの範囲の厚さを有するマトリックス層を有し、
前記ゴルフクラブヘッドは、重心を通るZ軸の周りの慣性モーメントＩｚｚ  が２７００ｇ−ｃｍ２から４０００ｇ−ｃｍ２の範囲である、ゴルフクラブヘッド。
【請求項４】
金属材料からなり、凹所を有する前面壁を含むボディと；
前記前面壁の凹所に配置されるマトリックス層であって、強化構造と熱可塑性ポリウレタン材料を有し、前記強化構造は複数の集積されたセルを形成する複数の集積された壁を含み、前記熱可塑性ポリウレタン材料は前記強化構造の複数の集積されたセルを実質的に埋めているマトリックス層とを有する、
ゴルフクラブヘッド。
【国際調査報告】
2007534438.tif 000035